2013年硕士研究生入学考试初试专业课试题809 (2)

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1、北京科技大学2013年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================================================试题编号：809试题名称冶金物理化学（共7页）适用专业：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。考试用具：无存储功能计算器。======================================================================

2、=======================================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(1)△G10=a1-b1TSiO2，（S）+2[C]=[Si]+2CO(2)△G20=a2-b2T在

3、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，并解释每项的物理意义。-7-8）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

4、浮速率为u，写出传质系数的表达式。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s值约为1.5N·m-1,q角约为150。，钢液密度为7200kg·m-3，气隙内气体的密度为1000kg·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

5、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？3、（25分）已知炼钢炉渣组成及理论光学碱度如下：组元CaOSiO2MnOMgOFeOP2O5W(i)42.68%19.34%8.84%14.97%12.03%2.15%Λi10.480.590.780.510.41）试计算该炉渣的光学碱度；-7-1）试用完全离子溶液模型计算1600℃时炉渣中(CaO)、(MnO)