Материал: Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине “Физическая химия материалов и процессов электронной техники”. Николаева Е.П., Новокрещенова Е.П
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет»
Кафедра полупроводниковой электроники и наноэлектроники
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению контрольных работ по дисциплине
“Физическая химия материалов
И процессов электронной техники”
для студентов направления подготовки бакалавров 210100
«Электроника и наноэлектроника»,
профиля «Микроэлектроника и твердотельная электроника»
заочной формы обучения
Воронеж 2013
Составители: канд. физ.-мат. наук Е.П. Николаева,
канд. техн. наук Е.П. Новокрещенова
УДК 541.1
Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине “Физическая химия материалов и процессов электронной техники” для студентов направления подготовки бакалавров 210100 “Электроника и наноэлектроника”, профиля “Микроэлектроника и твердотельная электроника” заочной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Е.П. Николаева, Е.П. Новокрещенова. Воронеж, 2013. 28 с.
В методические указания включены вопросы и задачи для выполнения контрольных работ по дисциплине “Физическая химия материалов и процессов электронной техники”. Все вопросы снабжены ссылками на учебную литературу с указанием соответствующих страниц. Приведены примеры решения задач и библиографический список.
Методические указания предназначены для студентов второго курса
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле Мет. указ. контр.docx.
Табл. 15. Библиогр.: 4 назв.
Рецензент канд. техн. наук, доц. Т.В. Свистовва
Ответственный за выпуск зав. кафедрой
д-р физ.-мат. наук, проф. С.И. Рембеза
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет», 2013
1. Общие положения
Контрольные вопросы и задачи составлены согласно рабочей программе по курсу «Физическая химия материалов и процессов электронной техники», разработанной в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению бакалавров 210100 «Электроника и наноэлектроника», профиля «Микроэлектроника и твердотельная электроника» заочной формы обучения, дисциплине «Физическая химия материалов и процессов электронной техники».
Контрольная работа включает в себя ответы на 5 теоретических вопросов и решение 2 задач. Студенты выбирают вопросы и задачи по номеру варианта, соответствующему двум последним цифрам шифра студента (в некоторых задачах – по последней цифре). Шифром является номер зачетной книжки студента.
Ко всем теоретическим опросам даются ссылки на учебную литературу с указанием соответствующих страниц. Контрольные вопросы приведены во второй части данных методических указаний.
Все задачи снабжены примерами решения. Задачи приведены в третьей части данных методических указаний.
В приложении приведены справочные данные, необходимые для решения задач.
Контрольная работа выполняется в отдельной тетради, на обложке которой указывается название дисциплины, фамилия, имя, отчество студента, учебный шифр, номер группы, домашний адрес, номера решаемых задач.
Ответы на вопросы сопровождаются пояснениями с указанием основных законов и формул. При необходимости решения задач сопровождаются рисунками.
2. Вопросы
Таблица 1
Номер варианта |
Вопросы |
|
Предпоследняя цифра шрифта |
Последняя цифра шифра |
|
0, 2, 4, 6, 8 |
1 |
1. Основные термодинамические понятия и определения. Термодинамические системы: изолированные, закрытые, открытые, гомогенные, гетерогенные [1, С. 59 - 62; 2, С. 14 - 15; 3, С. 5 - 7]. 2. Химическое равновесие. Константа равновесия [1, С. 108 - 109; 2, С. 78 - 79]. 3. Фазовое равновесие. Основные понятия и определения [1, С. 152 - 154; 2, С. 97 - 98]. 4. Парциальные молярные величины и их значение в термодинамике растворов [1, С. 182 - 183]. 5. Характеристические функции. Зависимость свободной энергии Гельмгольца от температуры и объема [1, С. 97 - 99; 2, С. 64 - 67; 3, С. 41 - 42]. |
0, 2, 4, 6, 8 |
2 |
1. Термодинамические параметры и функции состояния системы [1, С. 16 - 17; 2, С. 22 - 24; 3, С. 6-7]. 2. Уравнение изотермы химической реакции [1, С. 110 - 111; 2, С. 87 - 88]. 3. Основной закон фазового равновесия - правило фаз Гиббса [1, С. 154 - 155; 2, С. 98 - 101]. 4. Парциальная молярная энергия Гиббса - химический потенциал [1, С. 183 - 184; 2, С. 74 - 76]. 5. Характеристические функции. Зависимость свободной энергии Гиббса от температуры и давления [1, С. 97 - 99; 2, С. 69 - 71; 3, С. 42 - 45]. |
Таблица 2
Номер варианта |
Вопросы |
|
Предпоследняя цифра шифра |
Последняя цифра шифра |
|
0. 2, 4, 6, 8 |
3 |
1. Термодинамические процессы; равновесные и неравновесные, обратимые и необратимые, самопроизвольные вынужденные [1, С. 59 - 60, 81 - 82; 2, С. 17 - 19; 3, С. 21 - 24]. 2. Уравнение изотермы и направление химической реакции. Стандартная энергия Гиббса реакции [1, С. 111 - 113; 2, С. 88 - 89]. 3. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса [1, С. 156 - 158; 2, С. 102 - 104]. 4. Уравнения Гиббса-Дюгема [1, С. 184 - 185]. 5. Термодинамические потенциалы. Изменение энергии Гельмгольца в изохорно-изотермических условиях. Критерий равновесия и самопроизвольности процесса при Т = const, V = const [1, С. 94 - 95; 2, С. 61 - 64; 3, С. 38 - 40]. |
0, 2, 4, 6, 8 |
4 |
1. Первый закон термодинамики [1, С. 60 - 62; 2, С. 27 - 30; 3, С. 5 - 7]. 2. Вычисление стандартной энергии Гиббса косвенным путем методом комбинирования химических реакций [1, С. 113 - 115; 2, С. 81 - 82]. 3. Физико-химический анализ. Термический анализ [1, С. 162 - 163; 2, С. 193 - 195]. 4. Идеальные растворы [1, 189 - 190; 2, С. 156 - 158]. 5. Термодинамические потенциалы. Изменение энергии Гиббса - критерий равновесия и самопроизвольности процесса в изобарно-изотермических условиях [1, С. 94 - 95; 2, С. 61 - 64] |
Таблица 3
Номер варианта |
Вопросы |
|
Предпоследняя цифра шифра |
Последняя цифра шифра |
|
0, 2, 4, 6, 8 |
5 |
1. Теплоемкость [1, С. 72 - 77; 2, С. 30 - 32; 3, С. 11 - 15]. 2. Константа равновесия и разные способы выражения состава реакционной смеси (Kp, Kс, Kx) [1, С. 115 - 117; 2, С. 80 - 81; 3, С. 55 - 58]. 3. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с эвтектикой и полной нерастворимостью компонентов в твердых фазах [1, С. 164 - 166; 2, С. 190 - 192]. 4. Неидеальные растворы [1, С. 190 - 191; 2, С. 169 - 172]. 5. Химический потенциал [1, С, 98 - 100; 2, С. 74 - 77; 3, С. 51 – 52]. |
0, 2, 4, 6, 8 |
6 |
1. Сущность приведенных теплот. Энтропия [1, С. 85 - 87; 2, С. 55 - 57; 3, С. 26 - 28]. 2. Расчет выхода продуктов реакции с использованием закона действующих масс [1, С. 128; 2, С. 82; 3, С. 56 - 58]. 3. Диаграмма состояния системы с химическим соединением, плавящимся конгруэнтно [1, С. 166 - 167]. 4. Давление насыщенного пара компонентов над растворами. Закон Рауля [1, С. 192 - 193; 2, С. 158 - 159; 3, С. 71 - 73]. 5. Химический потенциал реального газа. Фугитивность [1, С. 100 - 103; 2, С. 83 - 84; 3, С. 83 - 84]. |
Таблица 4
Номер варианта |
Вопросы |
||
Предпоследняя цифра шифра |
Последняя цифра шифра |
||
0, 2, 4, 6, 8 |
7 |
1. Второй закон термодинамики для необратимых процессов [1, С. 87 - 90; 2, С. 49 - 50; 3, С. 28 - 29]. 2. Влияние давления на равновесие химической реакции. Принцип смещения равновесия [1,С.118 - 119; 2, С. 94 - 96; 3, С. 57 - 58]. 3. Диаграмма состояния с твердыми растворами, компоненты которых неограниченно растворимы [1, С. 170 - 172; 2, С, 187 - 189]. 4. Давление насыщенного пара компонентов над растворами. Закон Генри [1, С. 193 - 194; 2, С. 160 – 161; 3, С. 74 - 76]. 5. Химический потенциал неидеальных растворов. Активность и коэффициент активности [1, С. 105 - 106; 2, С. 84 - 87; 3, С. 83 - 84]. |
|
0, 2, 4, 6, 8 |
8 |
1. Расчет энтропии для изотермического, изобарного, изохорного процессов, для различных процессов идеального газа [1, С. 90 - 93; 3, С. 30 - 33]. 2. Гетерогенное химическое равновесие [1, С. 139 - 121; 2, С. 83 - 84; 3, С. 58 - 59]. 3. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы эвтектического типа с ограниченной растворимостью в твердом состоянии [1, С. 172 - 173]. 4. Неидеальные растворы. Закон Рауля [1, С. 196; 2, С. 170 - 171; 3, С. 83 - 84]. 5. Закон Гесса [1, С. 64 - 65; 2, С. 32 - 33; 3, С. 17 - 18]. |
|
Таблица 5
Номер варианта |
Вопросы |
|
Предпоследняя цифра шифра |
Последняя цифра шифра |
|
0, 2, 4, 6, 8 |
9 |
1. Энергия Гиббса [1, С. 94 - 95; 2, С. 59 - 61; 3, С. 40 - 41]. 2. Уравнение изобары химической реакции [1, С. 121 - 122; 2, С. 92 - 94; 3, С. 61 – 64]. 3. Фазовое равновесие. Основные понятия и определения [1, С. 152 - 154; 2, С. 97 - 98]. 4. Распределение растворенного вещества между двумя несмешивающимися растворителями [1, С. 202 - 204; 2, С. 82 - 83]. 5. Следствия закона Гесса [1, С. 65 - 67; 2, С. 35 - 39; 3, С. 18 - 19]. |
0, 2, 4, 6, 8 |
0 |
1. Энергия Гельмгольца [1, С. 94 - 96; 2, С. 59 – 61; 3, С. 38 - 40]. 2. Уравнение изохоры химической реакции [1, С 122 - 123; 2, С. 93 - 94]. 3. Основной закон фазового равновесия - правило фаз Гиббса [1, С. 154 - 155; 2, С. 98 - 101]. 4. Экстракция [1, С. 202 - 204; 2, С. 82 - 83]. 5. Зависимость теплового эффекта от температуры [1, С. 78 - 80; 2, С. 44 - 47; 3, С. 19 - 20]. |
Таблица 6
Номер варианта |
Вопросы |
||
Предпоследняя цифра шифра |
Последняя цифра шифра |
||
1, 3, 5, 7, 9 |
1 |
1. Характеристические функции. Зависимость свободной энергии Гельмгольца от температуры и объема [1, С. 97 - 99; 2, С 64 - 67; 3, С 41 - 42]. 2. Определение константы равновесия с использованием стандартных термодинамических, величин [1; С. 126 - 127; 2, С. 62 - 63; 3, С. 67 - 68]. 3. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса [1, С. 156 – 158; 2, С. 102 - 104]. 4. Закономерности общего давления пара легирующих смесей. Первый закон Коновалова. [1, С. 210 - 212; 2, С. 175 - 177]. 5. Основные термодинамические понятия и определения. Термодинамические системы: изолированные, закрытые, открытые, гомогенные, гетерогенные [1, С. 59 - 62; 2, С. 14 - 15; 3, С. 5 - 7]. |
|
1, 3, 5, 7, 9 |
2 |
1. Характеристические функции. Зависимость свободной энергии Гиббса от температуры и давления [1, С. 97 - 99; 2, С. 69 - 71; 3, С. 42 - 45]. 2. Третий закон термодинамики [1, С. 124 - 126; 2, С. 72 - 74; 3, С. 64 - 67]. 3. Физико-химический анализ. Термический анализ [1, С. 162 - 163; 2, С. 193 - 195]. 4. Закономерности общего давления пара легирующих смесей. Второй закон Коновалова [1, С, 210 - 213; 2, С. 178 - 179]. 5. Термодинамические параметры и функции состояния системы [1, С. 16 - 17; 2, С. 22 - 24; 3, С. 6 - 7]. |
|