冶金原理名词解释

Mingcijieshi

第一章 冶金溶液热力学基础—重点内容

本章重要内容可概括为三大点：有溶液参与反应的θG Δ、G Δ、溶液中组分B 活度

一、名词解释

生铁 钢 工业纯铁 熟铁 提取冶金 理想溶液 稀溶液 正规溶液 偏摩尔量X B 化学势μB 活度 活度系数 无限稀活度系数r B 0 一级活度相互作用系数e i j 一级活度相互作用系数εi j 标准溶解吉布斯自由能

θB S G ∆ 溶液的超额函数

生铁:

钢:

工业纯铁:

熟铁:

提取冶金:

理想溶液:

稀溶液:

正规溶液是指混合焓不等于0，混合熵等于理想溶液混合熵的溶液称为正规溶液。

偏摩尔量X B 是指指在恒温、恒压、其它组分摩尔量保持不变条件下，溶液的广度性质X （G 、S 、H 、U 、V ）对组分B 摩尔量的偏导值。)(,,)/(B k n p T B B k n X X ≠∂∂=。 化学势μB 是指在恒温、恒压、其它组分摩尔量保持不变条件下，溶液的吉布斯能对组分B 摩尔量的偏导值。)(,,)/(B k n p T B B B k n G G ≠∂∂==μ。(P27)

活度是指实际溶液按拉乌尔定律或亨利定律修正的浓度。

活度系数是指实际溶液按拉乌尔定律或亨利定律修正的浓度时引入的系数。 无限稀活度系数r B 0是指稀溶液中溶质组分以纯物质为标准态下的活度系数。 无限稀活度系数r B 0大小意义

是组元B 在服从亨利定律浓度段内以纯物质i 为标准态的活度系数

是纯物质为标准态的活度与以假想纯物质为标准态的活度相互转换的转换系数 是计算元素标准溶解吉布斯能的计算参数

一级活度相互作用系数e i j 是指以假想1%溶液为标准态，稀溶液中溶质组分i 的

活度系数的lg f i 对溶质组分j 的ωj (%)偏导值，即：0)/lg ((%)→∂∂=A j i j i f e ωω。

(P106)

一级活度相互作用系数εi j 是指以纯物质为标准态，稀溶液中溶质组分i 的活度系

数的lg r i 对溶质组分j 的x j 偏导值，即：0)/lg ((%)→∂∂=A j i j i x r ωε。(P105)

标准溶解吉布斯自由能θ

B S G ∆是指纯物质溶液溶解于溶液中，并形成标准态溶液的吉布斯自由能变化值。

溶液的超额函数是指实际溶液的偏摩尔量（或摩尔量）与假想其作为理想溶液时偏摩尔量（或摩尔量）的差值，用上标“ex ”表示。

二、冶金原理三大内容（重庆大学考题：冶金过程热力学、冶金过程动力学的区别）

冶金原理主要研究内容包括冶金过程热力学、冶金过程动力学、冶金溶液三大部分。

冶金过程热力学研究在给定条件下，反应进行的可能性、方向和限度（平衡），影响反应平衡因素（如温度、浓度、压力、催化剂等），如何利用影响因素创造条件使反应沿着预期的方向进行，达到预期的限度。热力学不涉及反应速度、反应机理问题。

冶金过程动力学的主要研究冶金反应的机理、速率、速率限制环节、速率影响因素，以及如何创造条件加速反应的进行。

冶金溶液研究熔体的相平衡、结构及性质。

三、拉乌尔定律、亨利定律内容及其表达式

拉乌尔定律：“在一定温度和平衡状态下，溶液中溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数。”其数学表达式为：

式中，*A p 为纯溶剂A 的蒸气压。 亨利定律：“在一定温度和平衡状态下，挥发性溶质在气相中的平衡分压与溶质在溶液中的摩尔分数成正比。”亨利定律数学表达式为：

式中，)(x H k 为亨利系数。

三、标准溶解吉布斯能计算式

（1）纯物质为标准态时，B=[B] θ)(B m S G ∆=0

（2）假想纯物质为标准态时，B=[B] 0)(ln B B m S r RT G =∆θ （3）假想1%溶液为标准态时，B=[B] B A B B m S M M RT r RT G 100ln ln 0)(+=∆θ 证明：对于B=[B] θ)(B m S G ∆=RTlnP [B]-RTln *B P (P [B]为溶液中组分B 的蒸气；

*B P 为纯物质B 的饱和蒸气压)

（1）纯物质为标准态时，P [B]=*B P ，则：θ)(B m S G ∆=RTlnP [B]-RTln *B P =

RTln *B P -RTln *B P =0

（2）假想纯物质为标准态时，由亨利定律可得P [B]=k H(x )，则：θ)(B m S G ∆=RTlnP [B]-RTln *B P = RTlnk H(x )-RTln *B P =RTln(k H(x )/*B P )=RTln 0B r

（3）假想1%溶液为标准态时，由亨利定律可得P [B]=k H(%)，则：

θ)(B m S G ∆=RTlnP [B]-RTln *B P = RTlnk H(%)-RTln *B P =RTln(k H(%)/*B P )=RTln )100(0B B

A r M M 第二章 冶金动力学基础

名词解释

基元反应 速率限制环节 化学扩散（互扩散） 对流扩散 扩散通量 速度边界层 浓度边界层（或扩散边界层） 动力学中的稳定态 均相形核 异相形核

1、基元反应：反应物分子相互碰撞直接转化为产物分子的反应。基元反应的反应级数与反应物计量数之和相等。（P56）

2、速率限制环节：反应过程由界面化学反应和扩散多环节组成的串联过程，其中速率最慢或阻力最大，对反应总速率影响很大的环节。（P55）

3、化学扩散（互扩散）：静止体系中，溶液中有浓度梯度存在时，发生的扩散，它是一种原子在其它种作为基体的原子中的相对扩散。（P61）

4、对流扩散：流动体系中出现的扩散，它是由分子扩散和液体的分子集团的整体运动，使其内的物质发生迁移。

5、扩散通量：指组分在单位时间内，通过垂直于扩散方向单位截面积的物质的量。

6、速度边界层：在流速较大的非均相体系（气固、气液、液固等）内，流体在相界面上流动时，液体与相界面出现摩擦阻力，在贴近相界面并出现很大速度梯度的流体薄层称为速度边界层。（P67）

7、浓度边界层（或扩散边界层）：在流速较大的非均相体系（气固、气液、液固等）内，流体在相界面上流动时，在贴近相界面并出现很大浓度梯度的流体薄层称为速度边界层。（P68）

8、动力学中的稳定态：反应过程由界面化学反应和扩散多环节组成的串联过程中，各环节与总反应速率相等，且不随时间而变化的状态。（P79）

9、均相形核：指在反应产物在均匀的相内发生的形核。

10、异相形核：指在核在异相界面上形成时称为异相形核。

第三章 相图

名词解释

相图或状态图 自由度 相律 稳定化合物 （同分化合物，或一致熔融化合物） 不稳定化合物（异分化合物，或示一致熔融化合物） 二元共析（共熔）转变 二元转熔（包晶）转变 三元共析（共熔）转变 三元转熔（包晶）转变 相图的作用

1、相图或状态图：在多相平衡体系中，表示物质相的状态与影响相态变化的温度、压力及组成等变量之间的几何图形，冶金过程的相图一般是“温度-组成”之相图。