在 T≤1873K 时，讨论△G10 与△G20 的关系。 3）用热力学原理分析氧势图（Ellingham 图）上，为什么标准状态下低位置的 金属元素可以还原高位置的氧化物？ 4）描述二元系规则溶液的活度系数的计算方法，并与 Wagner 模型计算进行对
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绝热
；若规定系统吸热
电阻丝
0；如以左 0。 过程； 过
0， Q （左）
2 对理想气体的单纯 pVT 变化过程， 式 dH = nC p ,m dT 适用于 而对于真实气体的单纯 pVT 变化过程， 式 dH = nC p ,m d种气体。 3 用一绝热隔板将绝热箱分成两部分， 当将隔板抽走后，气体便进行混合，若以整个气体为系统，则此混合过程的
此试卷包含两部分： 其中第一部分适用于冶金工程（ 不含生态学） 此试卷包含两部分 ：其中第一部分适用于冶金工程 （不含生态学 ）考 生，第二部分仅适用于生态学考生。 第二部分仅适用于生态学考生。 第一部分（ 考生） 第一部分（适用于冶金工程<不含生态学>考生）
1、简要回答下列问题（第 1-8 小题每题 7 分，第 9 小题 14 分，共 70 分） 1）当铁液中组元 i 的浓度趋于零时，试推导以纯物质标准态的活度及活度系数 与以 1%标准态的活度及活度系数的关系。 2）对如下反应 （SiO2）+2[C]=[Si]+2CO SiO2， （S）+2[C]=[Si]+2CO (1) (2) △G10=a1-b1T △G20=a2-b2T
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3、 （25 分）已知炼钢炉渣组成及理论光学碱度如下： 组元 W(i) Λi CaO 42.68% 1 SiO2 19.34% 0.48 MnO 8.84% 0.59 MgO 14.97% 0.78 FeO 12.03% 0.51 P2O5 2.15% 0.4
仅适用于生态学考生， 第二部分(仅适用于生态学考生 ，其他考生不答此部分)
一、填空题（每空 1 分，共 35 分）
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1 热力学第一定律的数学表达式为: 为正，放热为负，系统得功为正，对环境作功 为负，如右图所示，一绝热、无质量、无摩擦 的活塞将与外界绝热的容器分为体积相等的左 右两室，室中均充有 n、p1、T1 的理想气体。 若右室中装有一电热丝，并缓慢通电加热右室 气体，于是活塞逐渐向左移动，此时，如以右 室气体为系统时，此过程的 Q（右） 室气体为系统时， 则此过程的 W （左） 0，W（右）
北 京 科 技 大 学 2013 年硕士学位研究生入学考试试题
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试题编号： 适用专业：
809
试题名称
冶金物理化学
（共 7 页）
冶金工程 、冶金工程（专业学位）
说明： 所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。 所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。 考试用具：无存储功能计算器。
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1） 试计算该炉渣的光学碱度； 2） 试用完全离子溶液模型计算 1600℃时炉渣中(CaO)、(MnO)、(FeO)的活度及 其活度系数。 3） 在 1600℃下，若此时钢液中 w[O]=0.058%， 试确定此渣的氧化还原性。
4、 （30 分）装有 30 t 钢液的电炉, 钢水深度 50cm, 1600°C 在电炉的氧化期用 含有高浓度的 FeO 的氧化性炉渣脱除钢液中的 Mn，假设炉渣的厚度远小于钢液 的深度。已知 Mn 在钢水中的扩散系数为 1.1X10-8 m2/s, 钢渣界面上金属锰含量 为 0.03% (质量分数), 钢液原始[Mn]为 0.3% (质量分数),经过 30 分钟后，钢 液中锰含量降至 0.06% (质量分数)。 1）分析此过程脱除 Mn 反应的机理及对可能的限制环节的确定？ 2）求 Mn 在钢液边界层中的传质系数及钢液边界层的厚度。
比。 5）用分子理论模型简要描述如何解决 CaO-FeO-SiO2 三元系高碱性炉渣溶液各 组元活度的计算，并写出各组元活度的表达式？ 6）试用热力学原理证明，为什么化学反应△G0 与温度 T 的关系为线性？其意 义如何？ 7）试推导多相反应动力学基本方程 J = k d (cs − cb ) ，并解释每项的物理意义。 8）当用溶质渗透理论处理钢液中的脱碳反应时，假设气泡的半径为 r，气泡在 钢液中上浮速率为 u，写出传质系数 k d 的表达式。 9）在钢液深度为 1 米的耐火材料与钢液接触的位置有一个半径为 0.001mm 的 气隙， 试问这个气隙能否成为活性气隙？已知钢液中， 气液表面张力σ值约为 1.5 N·m-1, θ 角约为 150。 ， 钢液密度为 7200 kg·m-3， 气隙内气体的密度为 1000 kg·m-3。 如果上述气隙是活性气隙的话，初始形成的气泡的直径为多少？ 2、 （25 分）对如下相图，F 点表示 A-B-C 三元系的熔体成分，其质量为 mF。试 分别回答以下的三个问题。 （1）能获得多少一次结晶的 A？在获得该一次结晶的 A 过程中体系的自由度是 多少？ （2）在二次结晶过程，液相组成由 H→L 变化时，达到 L 时，体系的组成如何? 自由度是多少？获得多少固相，分别是什么? （3）三元共晶开始前，尚余多少液相？