上海大学研究生试题卷
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上海大学 2011～2012 学年秋季学期研究生试题卷
课程名称： 冶金热力学 课程编号： 101203701 学分：
（一）请按系综的关系、活度、可逆过程、包析转变以及什么是热力学。 （10 分）
（四） 下图中左边一条竖线标识的是 H2/H2O 及 CO/CO2 两个还原系三相点对应的温度一 致，右边竖线标识的是两个还原系的两相平衡线的两个交点对应的温度也是一致的，为 什么？并通过热力学计算求对应的温度具体是多少。 （10 分）
（二）请分析下图所示的 C60 分子（亦称“C 足球” ）的自由度情况，主要包括平动、 转动和振动自由度的情况，忽略单个原子内的自由度。 （10 分）
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（ 七 ） 固 体 Ni 溶 解 在 铁 液 中 吉 布 斯 自 由 能 变 化 为 Ni(s)=[Ni]1% ， ΔGo=10670-48.60T(J· -1)，求 1600oC 时 γoNi 的值。 mol （10 分） 已知：Ni 的熔点 TM,Ni=1728K，熔化热 ΔfusHoNi=17154J· -1。 mol
（八）1600º 铁水含 C 4.0%，Si 0.5％，Mn 0.6%，S 0.05%，P 0.2%。求该铁水中各 C 元素的活度是多少？注：请标明数据来源。 （10 分）
（九）从自己的课题或自己课题组别人的研究内容（如果自己的课题还没有定）中抽 提相关的热力学问题加以论述。 （10 分）
（十）仔细分析下面两图中 O 点的结晶过程。注：需说明各个结晶阶段完成后各个相 的相对量的计算，并做温度-时间的结晶过程图。 （10 分）
O
（六）Fe-Mn、FeO-MnO 溶液在 1500oC 时，假定为理想溶液，当含 MnO 为 30(mol)% 和含 FeO 为 70(mol)%的渣系与 Fe-Mn 平衡时，求铁在锰中的质量百分浓度。 （10 分） 已知：
1 Fe l + O2 =FeO l 2 1 Mn l + O 2 =MnO l 2 G o 232714 45.3 T J mol-1 G o 356477 57.3 T J mol -1
（五）求反应 SiC(s)+2O2=SiO2(s)+CO2 C60 在 2000K，大气气氛下的 pCO2 值。注：请标明数据来源。 （10 分）
（三）2mol 理想气体分别经历下述等温过程由 Vi=20m3 膨胀到 Vf=80m3，求各个过程 体系对外作的功。 （10 分） （1）对真空自由膨胀； （2）对抗等外压 p2=100kPa； （3）分三步对抗等外压 1000kPa→500kPa→200kPa→100kPa； （4）分别在 300K 和 500K 下恒温可逆膨胀。
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上海大学 2011～2012 学年秋季学期研究生试题卷
课程名称： 冶金热力学 课程编号： 101203701 学分：
（一）请按系综的关系、活度、可逆过程、包析转变以及什么是热力学。 （10 分）
（四） 下图中左边一条竖线标识的是 H2/H2O 及 CO/CO2 两个还原系三相点对应的温度一 致，右边竖线标识的是两个还原系的两相平衡线的两个交点对应的温度也是一致的，为 什么？并通过热力学计算求对应的温度具体是多少。 （10 分）
（二）请分析下图所示的 C60 分子（亦称“C 足球” ）的自由度情况，主要包括平动、 转动和振动自由度的情况，忽略单个原子内的自由度。 （10 分）
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（ 七 ） 固 体 Ni 溶 解 在 铁 液 中 吉 布 斯 自 由 能 变 化 为 Ni(s)=[Ni]1% ， ΔGo=10670-48.60T(J· -1)，求 1600oC 时 γoNi 的值。 mol （10 分） 已知：Ni 的熔点 TM,Ni=1728K，熔化热 ΔfusHoNi=17154J· -1。 mol
（八）1600º 铁水含 C 4.0%，Si 0.5％，Mn 0.6%，S 0.05%，P 0.2%。求该铁水中各 C 元素的活度是多少？注：请标明数据来源。 （10 分）
（九）从自己的课题或自己课题组别人的研究内容（如果自己的课题还没有定）中抽 提相关的热力学问题加以论述。 （10 分）
（十）仔细分析下面两图中 O 点的结晶过程。注：需说明各个结晶阶段完成后各个相 的相对量的计算，并做温度-时间的结晶过程图。 （10 分）
O
（六）Fe-Mn、FeO-MnO 溶液在 1500oC 时，假定为理想溶液，当含 MnO 为 30(mol)% 和含 FeO 为 70(mol)%的渣系与 Fe-Mn 平衡时，求铁在锰中的质量百分浓度。 （10 分） 已知：
1 Fe l + O2 =FeO l 2 1 Mn l + O 2 =MnO l 2 G o 232714 45.3 T J mol-1 G o 356477 57.3 T J mol -1
（五）求反应 SiC(s)+2O2=SiO2(s)+CO2 C60 在 2000K，大气气氛下的 pCO2 值。注：请标明数据来源。 （10 分）
（三）2mol 理想气体分别经历下述等温过程由 Vi=20m3 膨胀到 Vf=80m3，求各个过程 体系对外作的功。 （10 分） （1）对真空自由膨胀； （2）对抗等外压 p2=100kPa； （3）分三步对抗等外压 1000kPa→500kPa→200kPa→100kPa； （4）分别在 300K 和 500K 下恒温可逆膨胀。