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華中科技大學博士研究生入學考試《材料熱力學》考試大綱
材料熱力學是材料科學與工程專業的主要基礎課程之一。本考試
大綱要求考生掌握以下內容：
1. 熱力學定律：第一、第二和第三定律
2. 熱力學變量及其之間的關系：狀態函數和過程函數；熱力學定律
數學表達式；麥克斯韋關系式；系數關系；壓力系數、熱膨脹系
數、熱容等；在理想氣體、固體和液體中的應用
3. 熱力學體系平衡：平衡判據及其數學表達式；單元二相系的平衡
條件；平衡判據的其它表達式
4. 統計熱力學基礎：微觀、宏觀狀態；熱力學公式；熵的統計分析
（組態熵、振動熵、電子熵、磁熵）；M-B 分布；F-D 分布；Einstein
模型（晶體）；單原子氣體模型
5. 單元多相體系：化學位與 Gibbs 自由能；單元相圖結構；
Clausius-Clapeyron 方程；蒸發和升華曲線；凝聚態的相界；三相
點（Tripoints）
6. 多元單相無化學反應體系（溶液）：偏摩爾量及其之間的關系；偏
摩爾量計算；標準態和混合過程（mixing process）；多元體系的
化學位；活度與活度系數；Gibbs-Duhem 方程；稀溶液與規則溶
液；溶液的原子模型（atomistic model）
7. 多元多相無化學反應體系：平衡條件；Gibbs 相律；相圖結構（單
元、二元和三元相圖）；杠桿定律（二元和三元）；相圖在材料科
學中的應用
8. 相圖熱力學：自由能－成分（G－X）曲線（G－X 標準態、公切
線與兩相平衡、兩相區、三相平衡、中間相和亞穩相）；二元相圖
的熱力學模型（理想溶液模型、規則溶液模型、中脊線）；計算機
相圖計算（液相線、固相線、共晶點、固溶度線、溶解度間隙等）
9. 多元多相化學反應體系：氣體中的單變量（univariant）和多變量
（multivariant）反應（化學位、反應親和力、平衡常數與自由能
變化）；Richardson－Ellingham 圖；CO/CO2 和 H2/H2O 混合氣體
中的氧化；Pourbaix 高溫氧化圖
10. 界面熱力學：曲面幾何；曲面過剩熱力學量；彎曲界面體系的熱
力學平衡；表面張力與表面自由能；界面對相圖的影響（相界移
動、界面與蒸汽的平衡、熔點與曲率的關系）；晶體的平衡形狀
—Wullf 圖；表面吸附（吸附測量、Gibbs 吸附方程）
11. 晶體缺陷熱力學：晶體中的空位濃度；間隙缺陷與雙空位；Frenkel
和 Schottky 缺陷
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