材料物理化学 第一篇习题

Chap 1 Structure of Crystals

1.1. Show that the face-centered tetragonal lattice is equivalent to the

body-centered tetragonal lattice.

1.2. Show that the spacing d(hkl ) between adjacent lattice planes with Miller

indices (hkl ) is equal to 222l k h /++a for cubic Bravais lattices and to 222222////1c l b k a h ++for orthorhombic Bravais lattices.

1.3. Calculate the densities of lattice points in the (100), (110), (111), and (hkl )

lattice planes of a simple cubic lattice.

1.4. Write a computer program that will determine the distance d(n) form a given

atom to the n th nearest neighbor(NN) in a Bravais lattice. Also computer N(n ) ,the number of n th NNs .Carry out the calculation for the SC, BBC ,and FCC lattices.

1.5. Calculate the packing fractions for the following crystal structures: FCC,

HCP, and diamond .

1.6. Show that the B atoms in an A-B 8 bounding unit come into contact with each

other when r B =1.366r A [i.e., when r A= (3-1)r B ] .Here r A and r B are the radii of the hard-sphere A and B atoms, respectively .Find the analogous conditions on the radii for the A-B 6 and A-B 4 bonding units.

1.7. Prove for hard-sphere atoms in the HCP crystal structure that c/a=

3/8=1.633.

1.8. Assuming that the atoms in the CC crystal structure are hard spheres of radius

R in contact with each other, calculate the maximum radii r of the smaller hard-sphere atoms that could occupy the octahedral interstitial sites in the FCC crystal structure.

Chap 2 Bonding in Solids

1.1. Compute the cohesive energies for monatomic crystals of atoms bonds

together by the Lennard-Jones potential U(r) given in Eq.(2.3). Express the

cohesive energy, c H ?(0K) = n (atoms)(CN/2))(0r U , in terms of the parameter ε and the equilibrium interatomic distance r 0 in terms of the parameter σ. Here n (atom) is the concentration of atoms and CN is the coordination number. Carry out the calculations for the SC, BCC ,and FCC crystal structures. Eq.(2.3): ])()[(4)(612612r

r r C r B r U σσε-=-+= 1.2. Given the following lattice constants for crystals with the NaCl crystal

structure, a(NaCl)=0.563nm, a(KCl)=0.629nm, a(NaF)=0.462nm, and a(KF)=0.535nm, show that these data are not sufficient to obtain a self-consistent set of ionic radii for the Na +, K +, Cl -, and F- ions .Why is it not possible to determine a completely self-consistent set of radii from the data given?

1.3. Use the cohesive energy c H ? (see below)o f cubic β-SiC with the zincblende

crystal structure to determine the bond energy E (Si-C).

1.4. Calculate the potential energy U of an anion-cation(Na +-Cl -) pair resultanting

from their mutual Coulomb attraction and then compare the result with the cohesive energy c H ? of NaCl listed in the above Table. The lattice constant of NaCl is a = 0.563 nm .(Hint: Take into account the fact that each Na + ion in NaCl interacts with six NN Cl - ions, and vice versa.)

1.5. In the structural change from BCC a-Fe to FCC r-Fe at T=912℃ the

lattice constant change from a(BCC)=0.290nm to a(FCC)=0.364nm. Assuming that the Fe atoms act as hard spheres, which is more nearly constant in a-Fe and r-Fe ---the radius r met or the atomic volume V met ?

3、Diffraction and Reciprocal Lattice

3.1 Prove that ∑Rexp(iq·R)=0, where {R} is a set of Bravais lattice vectors and

q （≠0）lies within the primitive unit cell of the reciprocal lattice. Also prove the orthogonality identity appearing in Eq.(3.12):

G G WS G G i WS V dr e ''-=?,)(δ

3.2 Find the Fourier coefficients Vn for the periodic functions

)/2sin()(a x A x V π= and )/2cos()(a x B x V π=.

3.3 Prove that the plane defined by the equation G·r = A lies a distance d=A/G

form the origin and that the normal to the plane is parallel to ∧

G .

3.4 Use the results of Problem 3.3 to generate formulas for the bounding planes

of the first Brillouin zones for the FCC, BCC, and HCP crystal structures. 3.5 Determine the structure factor for the basis, Φ(q), defined in

∑=Φj iqs j j e

q f q )()(, for the cubic ZnS, CsCl, and NaCl crystal structures.

3.6 Draw the x-ray ring patterns produced by diffractions from powders for the

SC, FCC, BCC, and diamond crystal structures.

3.7 Given an amorphous solid in which each atom has an electron density

described by n(r)=A exp(-2r/a) and the pair distribution function is the unit step function g(r) =?(r-b), find the expected scattering intensity.

3.8 Sketch the Wigner-Seitz cell for the HCP crystal structure.

3.9 Find the distances from the center of the Wigner-Seitz cells for the

BCC,FCC.

3.10 The primitive translation vectors of the hexagonal lattice can be written as

∧∧+=2231a j a i u , ∧∧+-=2232a j a i u , ∧

=k c u 3

(a) Show that the fundamental translation vectors of the reciprocal lattice are

given by

a j a i g ππ2321∧∧

+= , a j a i g ππ2322∧∧+-= , ∧=k c g π23 (b) Describe and sketch the first Brillouin zone of the hexagonal lattice.

(c) Prove that the perpendicular distance d(hkl) between adjacent parallel planes in the hexagonal lattice is

222223)(41)(c l a k hk h hkl d +++=

[Hint: Use )(/2)(hkl G hkl d π=.]

3.11 Find the shortest G(hkl) for (a) the BCC crystal structure, and (b) the FCC

crystal structure.

Chap 4 Order and Disorder in Solids

4.1 Take a small box or cylindrical container and measure its volume. Pour

marbles or ball bearings into the box until it is full. Determine the volume occupied by the sphere. Compute the packing fraction. Repeat the experiment several times and average the results. Compute your result with the packing fraction for FCC and HCP, BCC, SC, and the value 0.64

obtained for the random packing of hard spheres.

4.2 Draw sketches of the two-atom Frenkel pair interstitial configurations

known as “dumbbells ” in both FCC and BCC metals.

4.3 Consider the equilibrium concentration of Frenkel defects in a solid. (a) Derive the value of N L (V) given in Eq.(4.7) ( ]2)()(exp[)]()([)(2/1T

k A G V G V N A N V N B I L I L L +-=]2)()(exp[)(2/1T k V G V G N N B I L

I L +-≈) by first setting N L (A) = N L (V) in Eq.(4.6) and then minimizing the resulting Gibbs free energy with respect to NL(V).

Eq.(4.6):

)

()()()()0(A G A N V G V N G G I I L L ++≈)

(ln )()](ln[)]([ln {V N V N V N N V N N N N T k L L L L L L L L B -----)}(ln )()](ln[)]([ln A N A N A N N A N N N N I I I I I I I I ----+

(b) Repeat the derivation using Lagrange multipliers to enforce the constraints

of Eq.(4.4)( )()(V N A N N L L L +=, )()(V N A N N I I I +=).

4.4 Consider a monatomic solid consisting of N atoms. Determine the

number of ways, W, that n of the atoms may be removed to form n vacancies. Compute the entropy, given by S=k B lnW. For the SC, BCC, and FCC crystal structures, compute the entropy for forming NN vacancies.

4.5 Consider a one-dimensional monatomic solid with N atoms and N L (V)

vacancies at temperature T>0K. Show that the fractional vacancy concentration n v (T)=N L (V)/N is given approximately by

00//a a l l n v ?-?≈. Here l 0=Na 0 is the length of the solid at T=0 K, l ? is the change in length, a 0 is the lattice constant of T = 0 K, and a ? is the change in the lattice constant. (Hint: Write the change of length as vacancies thermal l l l l l ?+?=-=?0)

物理化学第五版下册习题答案

第七章 电化学 7、1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A,经过15min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu?(2)在的27℃,100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2(g)？ 解:电极反应为:阴极:Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极: 2Cl - －2e - → Cl 2(g) 则:z= 2 根据:Q = nzF =It ()22015Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此:m (Cu)=n (Cu)× M (Cu)= 9、326×10-2×63、546 =5、927g 又因为:n (Cu)= n (Cl 2) pV (Cl 2)= n (Cl 2)RT 因此:3223Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 7、2 用Pb(s)电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1、66×10-2g 。通电一定时间后,测得与电解池串联的银库仑计中有0、1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62、50g,其中含有PbNO 31、151g,计算Pb 2+的迁移数。 解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液就是电中性的)。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下: n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(12 Pb 2+) 则:n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12 Pb 2+) n 电解(1 2Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22 n +-==??解后电 n 迁移(12 Pb 2+)=6、150×10-3+1、537×10-3-6、950×10-3=7、358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710(Pb )2n t n +-+-+?==?移解（）=迁电

物理化学习题及复习资料

物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是( ) (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是：( ) A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于( ) (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是( ) (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有（） (A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0 (C) W <0，Q <0，U >0 (D). W <0，Q =0，U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是（） (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化：（） A 如果系统的?S sys>0，则该变化过程自发 B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 C 仅从系统的?S sys，变化过程是否自发无法判断

8. 固态的NH4HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是（） A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 9. 在定压下，NaCl晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C f'：（） 和条件自由度 f'=1 B C=3，f'=2 A C=3， f'=2 D C=4，f'=3 C C=4， 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0 11. 如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是（）。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 C. 蓄电池和铜电极 D. CuSO4水溶液 12. 下面的说法符合热力学第一定律的是（） (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 13. 对于理想的水平液面，其值为零的表面物理量是（） (A) 表面能 (B) 比表面吉布斯函数 (C) 表面张力 (D) 附加压力 14. 实验测得浓度为0.200mol·dm-3的HAc溶液的电导率为0.07138S·m-1，该溶液的摩尔电导率Λm(HAc)为（） A. 0.3569S·m2·mol-1 B. 0.0003569S·m2·mol-1 C. 356.9S·m2·mol-1 D. 0.01428S·m2·mol-1 15. 某化学反应其反应物消耗7/8所需的时间是它消耗掉3/4所需的时间的1.5倍，则反应的级数为（） A. 零级反应 B. 一级反应 C. 二级反应 D. 三级反应

物理化学下册考试题

第八章 电化学 选择题 1．离子独立运动定律适用于 (A) 强电解质溶液 (B) 弱电解质溶液 (C) 无限稀电解质溶液 (D) 理想稀溶液 答案：C 3. 在电导测量实验中, 应该采用的电源是 (A) 直流电源 (B) 交流电源 (C) 直流电源或交流电源 (D) 测固体电导用直流电源, 测溶液电导用交流电源 答案：D 4. CaCl 2摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是 (A))()()(22-∞+∞∞Λ+Λ=ΛCl Ca CaCl m m m (B))(2)()(22-∞ + ∞∞Λ+Λ=ΛCl Ca CaCl m m m (C))()(2 1)(22-∞+∞∞Λ+Λ=ΛCl Ca CaCl m m m (D))}()({2 1)(22-∞+∞∞Λ+Λ=ΛCl Ca CaCl m m m 答案：B 5.电池Cu ∣Cu +‖Cu 2+,Cu +∣Pt 和Cu ∣Cu 2+‖Cu +,Cu 2+∣Pt 的反应均可简写作Cu+Cu 2+=2Cu +此电池的 (A) θm r G ?、θE 相同 (B)θm r G ?相同、θE 不同 (C)θm r G ?不同、θE 相同 (D)θm r G ?、θ E 均不同 答案：B 6. 恒温、恒压下可逆电池放电过程 (A) ΔH=Q (B)ΔHQ (D)ΔH 、Q 关系不定 答案：B 7．298K 时，当H 2SO 4溶液的浓度从0.01mol/kg 增加到0.1mol/kg 时，其电导率κ和摩尔电导率Λm 将 (A) κ减小，Λm 增加 (B) κ增加，Λm 增加 (C) κ减小，Λm 减小 (D) κ增加，Λm 减小 答案：D 8．下列电解质中，离子平均活度系数最大的是 Ａ. 0.01 mol/kg NaCl B. 0.01 mol/kg CaCl 2 C ．0.01 mol/kg LaCl 3 D. 0.01 mol/kg CuSO 4 答案：A

无机材料物理性能习题解答

这有答案，大家尽量出有答案的题材料物理性能 习题与解答 吴其胜 盐城工学院材料工程学院 2007，3

目录 1 材料的力学性能 (2) 2 材料的热学性能 (12) 3 材料的光学性能 (17) 4 材料的电导性能 (20) 5 材料的磁学性能 (29) 6 材料的功能转换性能 (37)

1材料的力学性能 1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至 2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解：根据题意可得下表 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm ，受到应力为1000N 拉力，其杨氏模量为3.5×109 N/m 2，能伸长多少厘米? 解： 拉伸前后圆杆相关参数表 ) (0114.010 5.310101401000940000cm E A l F l E l l =?????=??= ?=?=?-σ ε0816.04.25 .2ln ln ln 2 2 001====A A l l T ε真应变) (91710 909.44500 60MPa A F =?==-σ名义应力0851 .0100=-=?=A A l l ε名义应变) (99510 524.44500 6 MPa A F T =?= = -σ真应力

1-3一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。 解：根据 可知： 1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。 证： 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程： V oigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程： )21(3)1(2μμ-=+=B G E ) (130)(103.1)35.01(210 5.3) 1(28 8 MPa Pa E G ≈?=+?= += μ剪切模量) (390)(109.3) 7.01(310 5.3) 21(38 8 MPa Pa E B ≈?=-?= -=μ体积模量. ,. ,112 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 S W VS d V ld A Fdl W W S W V Fdl V l dl A F d S l l l l l l ∝=== = ∝= = = =??? ? ? ?亦即做功或者：亦即面积εε εε εε εσεσεσ) (2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量 ) (1.323)84 05.038095.0()(11 2211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量 ). 1()()(0)0() 1)(()1()(1 //0 ----= = ∞=-∞=-= e e e E t t t στεσεεεσετ τ ；；则有：其蠕变曲线方程为：. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ ==∞==则有：：其应力松弛曲线方程为

物理化学第五版课后习题答案

第十章界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答：(1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG＜0，而ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS，得 ΔH＜0，即反应为放热反应。

10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N×3243r π N ＝3 132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ?＝ (A 2－A 1)＝4·( N 2 2 r －21 r )＝4 ·(3 12 r r －21r ) ＝4× ×(339 (110)110 --??－10－6) ＝5.9062 J 10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10－3 N ·m －1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡； 解：(1) Δp ＝2r γ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (2) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (3) Δp ＝4r γ＝36 458.91100.110--???＝2.356×103 kPa 10－4 在293.15K 时，将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升？若不加压力，平衡后毛细管内液面的高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10－3 N ·m －1，密度为789.4 kg ·m －3，重力加速度为9.8 m ·s －2。设乙醇能很好地润湿玻璃。

《物理化学》学习辅导习题及答案(汇编)

期末复习《物理化学》学习辅导材料之一 热力学 一、判断题： 1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变， CO2的热力学能和焓也 不变。 ( ) 2、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。（） 3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。 ( ) 4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。 ( ) 5、系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。（） 6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。（） 7、隔离系统的热力学能是守恒的。（） 8、隔离系统的熵是守恒的。（） 9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。（） 10、绝热过程都是定熵过程。（） 11、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（） 12、系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达 不到此终态。（） 13、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。（） 14、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。（） 15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W G和G<0， 则此状态变化一定能发生。（） 16、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。（） 17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。 ( ) 18、可逆的化学反应就是可逆过程。 ( ) 19、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q + W也由过程决定。 ( ) 20、焓的定义式H = U + pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。( ) 21、焓的增加量?H等于该过程中体系从环境吸收的热量。 ( ) 22、一个绝热过程Q = 0，但体系的?T不一定为零。 ( ) 23、对于一定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。 ( ) 24、某理想气体从始态经定温和定容两过程达终态，这两过程的Q、W、?U及?H是相等的。 ( ) 25、任何物质的熵值是不可能为负值和零的。 ( ) 26、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。 ( ) 27、不可逆过程的熵变是不可求的。 ( ) 28、某一过程的热效应与温度相除，可以得到该过程的熵变。 ( ) 29、在孤立体系中，一自发过程由A→B，但体系永远回不到原来状态。 ( ) 30、绝热过程Q = 0，即，所以d S = 0。 ( )

物理化学下册试题及答案

OO六一二og 学年第一学期期末考试 物理化学试题A卷 注意：学号、姓名和所在年级班级不写、不写全或写在密封线外者，试卷作废—*.计算题。(本大题6分) 将某电导池盛以0.02 mol dm3 KC l溶液(25C时其电导率为0.277 S m1), 在25C 时测得其电阻为82.4 Q，再换用0.005 mol dm 3K2SO溶液，测得其电阻为326.0 Q。求： (1) 电导池常数K(l/A)； (2) KSO溶液的电导率； (3) KSO溶液的摩尔电导率 二. 问答题。请回答下列各题。(本大题4分) 在进行重量分析实验时，为了尽可能使沉淀完全，通常加入大量电解质 (非沉淀剂)，或将溶胶适当加热，为什么？试从胶体化学观点加以解释。 三. 计算题。请计算下列各题。(本大题10分) 均相反应2A+B3Y+Z在一定温度体积下进行，测得动力学数据如下: 其中C A,0及C B,0分别表示A及B的初始浓度；A,0表示A的初始消耗速率，即，假定反应速率方程的形式为 (1) 确定分级数，的值和总反应级数； (2) 计算反应的活化能。 四. 计算题。请计算下列各题。(本大题6分) CH 4气相热分解反应2CHGR +H2的反应机理及各元反应的活化能如下:

已知该总反应的动力学方程式为: 试求总反应的表观活化能。 五. 计算题。请计算下列各题。 (本大题8分) 下列电池的电动势在 25C 时为1.448 V : Pt | H 2 ( p ) | HCl ( b=0.1 mol - kg -1, =0.796 ) |Cl < p ) | Pt (1) 写出电极反应和电池反应； (2) 计算氯电极的标准电极电势 E (Cl |Cl 2 |Pt )。 六. 推导题。(本大题6分) 气相反应2A(g) Y(g), 是二级反应，反应开始时只有A ,压力为p”, 试推导反应系统的总压力p 与时间t 的函数关系式。 七. 选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。(本大题共 22小题，总计60分) 1、 (3分)在等温等压下影响物质的表面吉布斯函数的因素：( ) (1) 是表面积A; (2)是表面张力 ； (3) 是表面积A 和表面张力 ；(4)没有确定的函数关 系。 2、 (3分)弯曲液面的饱和蒸气压总大于同温度下平液面的蒸气压。是不是 ? 3、 (2分)微小颗粒物质的熔点 与同组成大块物质的熔点 的关系是：( ) (1) ; (2) = ; (3) ; (4)不能确定。 4、 (4分)朗缪尔等温吸附理论的基本假设为： (2) CH CH 3- +H- E I =423 kJ -mol CH + CH4GH +H- 日=201 kJ -mol -+ CH 4 CH 3- +H E 3=29 kJ -mol -+ CH 3- CH 4 E -i =0 kJ -mol (D

材料物化习题解答整理版讲解

第一章 热力学第一定律 1、10mol 氧在压力为101kPa 下等压加热，使体积自1000dm 3膨胀到2000dm 3，设其为理想气体，求系统对外所做的功。 解：W = -p e ΔV = -101×103×(2000-1000) ×10-3 = -101×103(J) 即系统对外做功101×103J 2、在一绝热箱中装有水，接联电阻丝，由蓄电池供应电流，试问在下列情况下，Q 、W 及 3、10mol 的气体（设为理想气体），压力为101×104 Pa ，温度为27℃，分别求出下列过程的功： （1）反抗恒外压101×103等温膨胀到气体的压力也为101×103。 （2）等温可逆膨胀到气体的压力为101×103Pa 。 解：(1) W = -p e ΔV = -101×103×10×8.314×300×(43101011101011 ?-?) ×10-3 = -22.45(kJ) (2)W =nRT ln 12p p =10×8.314×300×10-3ln 43 10 10110101??=-57.43(kJ) 4、在101kPa 下，气体由10.0dm 3膨胀到16.0dm 3，吸收了1255J 的热，求ΔU 、ΔH 、W 。 解：W = -p e ΔV = -101×103×(16-10) ×10-3 = -606(J) ΔH =Q p =1255J ΔU =Q +W =1255-606=649(J) 5、2.00mol 的水蒸气在100℃、101325Pa 下变为水，求Q 、W 、ΔU 及ΔH 。已知水的气化热为2258J/g 。 解：Q =Q p =ΔH = -n Δvap H m = -2×2258×18×10-3 = -81.29(kJ) W = -p e ΔV = p e V g = nRT = 2×8.314×373×10-3=6.20(kJ) ΔU =Q +W = -81.29+6.20= -75.09(kJ) 6、1.00mol 冰在0℃、101325Pa 下变为水，求Q 、W 、ΔU 及ΔH 。已知冰的熔化热为335J/g 。冰与水的密度分别为0.917及1.00g/cm -3。 解：Q =Q p =ΔH = n Δfus H m =1×335×18×10-3=6.03(kJ) W = -p e ΔV = -101325×(917.018118-)×10-6 =0.165(J)

物理化学课后习题解答

第8章 表面和胶体化学 习题解答 1. 若一球形液膜的直径为2×10-3 m ，比表面自由能为0.7 J ·m -2 ，则其所受的附加压力是多少？ 解：球形液膜 3440.7 kPa 2.8 kPa 210/2 p r γ-??= ==? 2. 若水在293 K 时的表面力为72.75×10-3 N ·m -1 ，则当把水分散成半径为10-5 m 的小液滴时，曲 面下的附加压力为多少？ 解：34 52272.7510 Pa 1.4510 Pa 10 p r γ--???===? 3. 在293 K 时把半径1 mm 的水滴分散成半径为1 μm 的小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉 布斯函数增加了多少？完成该变化时，环境至少需做多少功？已知水的表面力为72.75×10-3 N ·m -1 。 解：设半径1 mm 水滴的表面积为A 1，体积为：V 1，半径为：R 1；半径1 μm 水滴的表面积为A 2，体积为：V 2，半径为：R 2；N 为小水滴的个数。 33 1212 44 , 33 V NV R N R ππ== 3 3 912 1 mm 101 μm R N R ????=== ? ????? 2 2 922211 4 1 μm 1010004 1 mm A N R A R ππ???=== ??? 12 22144 0.07288 N m 4() =9.14510 N m 9.14510 J A G dA NR R γπ---?==??-??=? 49.14510 J A W G -=-?=-? 4. 在298 K ，101.325 kPa 下，将直径为1 μm 的毛细管插入水中，问管需加多大压力才能防止水面上升？若不加额外压力，让水面上升达平衡后，管液面上升多高？已知：该温度下水的表面力为 0.072 N ·m -1，水的密度为1000 kg ·m -3，设接触角为0o ，重力加速度为9.8 m ·s -2 。 解：cos cos01θ==o 6 220.072 kPa 288 kPa 11102 s p R γ-?= =='?? 3 28810 m 29.38 m 10009.8 s p h g ρ?===? 5. 已知毛细管半径R = 1×10-4 m ，水的表面力γ = 0.072 N ·m -1 ，水的密度ρ = 103 kg ·m -3 ，接触角θ = 60o，求毛细管中水面上升的高度h 。 解：34 2cos 20.072cos 60 m 0.0735 m 109.810 h gR γθρ-?===??o 6. 303 K 时，乙醇的密度为780 kg ·m -3 ，乙醇与其蒸气平衡的表面力为2.189×10-2 N ·m -1 ，试计 算在径为0.2 mm 的毛细管中它能上升的高度?

物理化学习题集(离线必做)1

浙江大学远程教育学院 《物理化学》课程作业（必做） 姓名： 邱海潇 学 号： 712124222021 年级： 2012秋 学习中心： 台州电大 ————————————————————————————— 第一章 热力学第一定律 一、填空题 1. △U=Q+W 适用于宏观上静止且无外力场存在的封闭系统。 2. △H=Q P 的适用条件是封闭系统在非体积功为0且等压。 3. 系统的性质分为广度性质和_强度性质___。 4. 水（101325Pa ，273.15K ）在等温等压下凝结成冰（101325Pa ，273.15K ）过程的W 小于零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。 二、简答题 1. 什么是系统？什么是环境？ 答：将一部分物质从其他部分中划分出来，作为研究的对象，这一部分物质就称为系统；系统之外与系统密切相关的部分称为环境。 2. 什么是热力学第一定律？ 答：将能量守恒与转化定律应用于宏观的热力学系统即为热力学第一定律。 三、计算题 1. 1 mol 单原子理想气体在298K 时，分别按下列三种方式从15.00dm 3 膨胀到40.00 dm 3 ： （1）自由膨胀； 解：（1）自由膨胀过程，0)(0)(1212e ＝＝＝V V V V p W -?-- 因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，而理想气体自由膨胀过程温度不变，所以： ΔU =ΔH =f (T )＝0 0=-?=W U Q （2）等温可逆膨胀

解：因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，所以等温过程 ΔU=ΔH=0 W=-nRTln(v2/v1)=-1x8.314x298ln(40/15)=-2430J Q=-w=2430J （3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。 分别求上述三种过程的Q、W、ΔU和ΔH。 ΔU=ΔH=0 P=nRT/V=(1×8.314×298)/(40/1000)=61.94KPa W=-61.94 × (40-15) =-1548.5J Q=-w=1548.5J 2.已知298.2K时，NaCl(s)、H2SO4(l)、Na2SO4 (s)和HCl(g)的标准摩尔生成焓分别为-411、 -811.3、-1383和-92.3 kJ·mol-1，求下列反应 2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g) 在298.2K时的△r H m?。 解：2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g) △r H m?=（∑H）产物-（∑H）反应物=（-1383-92.3*2）-（-411*2-811.3）=65.7KJ/mol 第二章热力学第二定律 一、单选题 1.反应 NH4Cl (s) = NH3(g) + HCl (g)的△r S m? C 。 A．大于零 B．小于零 C．等于零 D．不确定 二、填空题 1.热力学第二定律主要是解决了过程方向限度问题。 2.水和乙醇混合过程的ΔS大于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。 3.理想气体的卡诺循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和绝热可逆压缩所 组成。 4.吉布斯能判据的适用条件是封闭系统等温等压和非体积功为零。 5.合成氨反应的ΔS小于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。 三、简答题 1.什么是热力学第二定律？ 答：热量由低温物体传给高温物体而不引起其他变化，是不可能的。

物理化学复习题下册电子教案

2015物理化学复习题 下册

选择题： 1.对于一个一级反应，如其半衰期t1/2在0.01s以下，即为快速反应，此时它的速率常数 k值在：（ A ） A. 69.32s-1以上； B. 6.932s-1以上； C. 0.06932s-1以上； D. 6.932s-1以下 2. 反应A→产物为一级反应，2B→产物为二级反应，t1/2(A)和t1/2(B)分别表示两反应的半衰期，设A和B的初始浓度相等，当反应分别进行的时间为t=2t1/2(A)和t=2t1/2(B)时，A、B物质的浓度c A、c B大小关系为： ( C ) A.c A﹥c B; B. c A=c B； C. c A﹤c B; D.两者无一定关系 3. 两个活化能不相同的反应，如E2﹥E1，且都在相同的升温区间内升温，则( A ) A.dlnk2/dT﹥dlnk1/dT; B. dlnk1/dT﹥dlnk2/dT; C. dlnk1/dT=dlnk2/dT; D. dk2/dT﹥dk1/dT 4. 电池在下面三种情况下放电：（1）电流趋于零；（2）有一定大小的工作电流；（3）短路。 则电池的电动势： A. 相同；B.不相同（ A ） 电池的端电压： C. 相同；D.不相同（ D ） 5. 半径为r，表面张力为σ，则肥皂泡内、外压力差为（ C ） A. △p= 0； B. △p=2σ/r; C. △p=4σ/r; D. 无法确定 6. 在相同温度下，同一液体被分散成具有不同曲率半径的物系时，将具有不同的饱和蒸汽压，以p平、p凹、p凸分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸汽压，则三者之间的关系是 （ C ） A. p 平﹥p凹﹥p凸; B. p凹﹥p平﹥p凸;C. p凸﹥p平﹥p凹;D. p凸﹥p凹﹥p平

材料物化习题解答

第一章热力学第一定律 1、10mol氧在压力为１0１kPa下等压加热，使体积自1０００dm３膨胀到2０00dm3,设其为理想气体，求系统对外所做得功. 解：W= —p eΔV= －１0１×103×(2000-1０00) ×1０-3 = -10１×10３（J) 即系统对外做功101×10３Ｊ 2、在一绝热箱中装有水，接联电阻丝，由蓄电池供应电流，试问在下列情况下，Q、Ｗ及 (有＊者表示通电后,电阻丝及水温皆升高,假定电池放电时无热效应) ３、１0mｏl得气体（设为理想气体），压力为101×104 Ｐa，温度为27℃,分别求出下列过程得功： （1)反抗恒外压１０1×103等温膨胀到气体得压力也为1０1×103。 (２)等温可逆膨胀到气体得压力为101×10３Ｐａ. 解：(1）W= －p eΔV = -1０1×１03×10×8、314×300×（) ×10—３ = -２2、4５(ｋJ） (２）Ｗ＝nRTｌn＝1０×８、314×３0０×１0-3ｌn=-57、４3(kＪ) 4、在１01kPａ下，气体由10、0dm3膨胀到１6、０ｄm3，吸收了1２5５Ｊ得热,求ΔU、Δ H、W. 解:Ｗ=－p eΔV＝—1０1×103×（16-10) ×1０-3 = —606(J) ΔH=Qｐ=125５J ΔU＝Ｑ+W=1255－６0６=64９(Ｊ） 5、2、00mol得水蒸气在100℃、１01325Pa下变为水,求Q、W、ΔU及ΔH。已知水得气化热为2258J/g. 解：Q=Ｑp＝ΔH= －nΔvapＨm= -2×２2５８×18×１0－３= -81、29(kJ) W=-p eΔＶ＝p e V g= nRＴ= ２×8、31４×373×10-3=6、20（ｋＪ） ΔU=Ｑ+W= —８1、２9＋6、20=—75、０9（kＪ) 6、1、00ｍｏl冰在０℃、１０１325Pa下变为水,求Ｑ、W、ΔU及ΔH。已知冰得熔化热为3３5J/g。冰与水得密度分别为０、917及1.0０ｇ/ｃm－３。 解：Ｑ=Qｐ=ΔH= nΔfus H m=1×335×18×10—3=6、03(kJ） W=—ｐeΔＶ= —1０1325×（)×１0-6＝０、１65(Ｊ） ΔU=Q+W=6、03+0、00０１65=6、0３(kJ） ７、某热处理车间室温为25℃，每小时处理40０kg链轨节(碳钢),淬火温度为850℃，假定炉子热损失量就是加热链节热量得30%,问电炉每小时耗电量多少？已知碳钢得Cｐ=０、5５23J/g、 解:Q=４0０×1０３×0、55２３×(85０-25）×(1+30％)×1０-3=2３６93７（kＪ）=２36937/３600=65、82（kWh） 8、将1000g铜从25℃加热到1200℃，需供给多少热量?已知铜得熔点为1０8３℃,熔化热为13５60J/mol,C p(l)=３１、４0 J·moｌ-1·K—1,C p(s）=2４、４8Ｊ·ｍol-1·Ｋ—１。

关于物理化学课后习题答案

关于物理化学课后习题 答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

第一章两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 C，另一个球则维持 0 C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。 标准状态： 因此， 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T （1） 两种气体混合后的压力； （2）计算混合气体中H2和N2的分压力； （3）计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，下全部凝结成液态水，求过程的功。假 设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃，的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态， 在恒容升温至℃，。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。 容积为 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 C，4 mol的Ar(g)及150 C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度

t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及，且假设均不随温度而变。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程，因此 假设气体可看作理想气体，，则 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水（H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。 应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 C时反应 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 C的标准摩尔生成焓数据；

高分子材料成型加工课后部分习题参考答案

2．分别区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”，“简单组分高分子材料”和“复杂组分高分子材料”，并请各举2～3例。 答：通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。通用塑料有：PE，PP，PVC，PS等； 工程塑料：是指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2 ,长期耐热温度超过100℃的，刚性好、蠕变小、自 润滑、电绝缘、耐腐蚀等，可代替金属用作结构件的塑料。工程塑料有：PA，PET，PBT，POM等； 工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上”。 热塑性塑料：加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚等都是热塑性塑料。(热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变化；) 热固性塑料：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。(热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。 简单组分高分子材料：主要由高聚物组成(含量很高，可达95%以上)，加入少量(或不加入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。如：PE、PP、PTFE。 复杂组分高分子材料：复杂组分塑料则是由合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成，如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。如：PF、SPVC。 用天然或合成的聚合物为原料，经过人工加工制造的纤维状物质。可以分类两类 1）人造纤维：又称再生纤维，以天然聚合物为原料，经过人工加工而改性制得。如：粘胶纤维、醋酸纤维、蛋白质纤维等 2）合成纤维：以石油、天然气等为原料，通过人工合成和纺丝的方法制成。如：涤纶、尼龙、腈纶、丙纶、氨纶、维纶等 3．高分子材料成型加工的定义和实质。 高分子材料成型加工是将聚合物(有时还加入各种添加剂、助剂或改性材料等)转变成实用材料或制品的一种工程技术。 大多数情况下，聚合物加工通常包括两个过程:首先使原材料产生变形或流动，并取得所需要的形状，然后设法保持取得的形状(即硬化)，流动-硬化是聚合物工过程的基本程序。 高分子材料加工的本质就是一个定构的过程，也就是使聚合物结构确定，并获得一定性能的过程。 第一章习题与思考题 2．请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 答：晶态聚合物：Tm～Td；非晶态聚合物：Tf～Td。 对于作为塑料使用的高聚物来说，在不结晶或结晶度低时，最高使用温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连续相，因此在Tg以上仍不会软化，其最高使用温度可提高到结晶熔点。熔点（Tm）：是晶态高聚物熔融时的温度。表征晶态高聚物耐热性的好坏。 3．为什么聚合物的结晶温度围是Tg～Tm？ 答：T>Tm 分子热运动自由能大于能，难以形成有序结构 T

物理化学第五版下册习题答案

第七章 电化学 7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？ 解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2（g ） 则：z= 2 根据：Q = nzF =It ()22015 Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT 因此：3 223 Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 7.2 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有PbNO 31.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下： n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(1 2Pb 2+) 则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(1 2 Pb 2+) n 电解(12 Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 2 23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1 2331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 1 2331.22 n +-==??解后电 n 迁移(1 2 Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710 (Pb )2 n t n + -+ -+?==?移解（）=迁电

材料物理化学 第三篇习题

Chap 11、Semiconductors 11.1 (a) For a semiconductor, show that np product obtained from Eq.(11.27) is proportional to exp(-βE g ) and thus is independent of the position of the chemical potential μ in the bandgap. Eq.(11.27): (b) The law of mass action in semiconductors for reaction creating pairs of electrons and holes [e.g., Eq.(11.28)] has the form n(T)P(T)∝exp(-βE g ). Explain the significance of this law. (Hint: The law of mass action is described in Section 4.6) Eq.(11.28): (c) Evaluate the np product at T=300K for Si with E g =1.11ev and m eds ﹡=1.05m and m hds ﹡=0.58m. 11.2 Using Eq.(11.30) and m eds ﹡=1.05m and m hds ﹡=0.58m for Si, calculate the change in the position of the chemical potential μ in the energy gap of intrinsic Si between T=0 and 300K. Eq.(11.30): 11.3 Calculate the values of N c and N v as defined in Eq.(11.27) for Si at T=300K. The appropriate of density-of-states effective masses for Si are m eds ﹡=1.05m and m hds ﹡=0.58m. 11.4 Consider a semiconductor with a bulk energy gap E g =1.5ev and g E v c i i e T N T N T p T n β-=)()()()()()(2/32)()2(2)()(μβμβπ----*===c c E c E B eds i e T N e T k T n T n m )()(2/32)()2(2)()(v v E v E B h ds i e T N e T k T p T p m ----*===μβμβπ ** +=eds hds B g m m T k E T ln 432)(μ