4. ЗадАния к срс

Модуль 1. Однокомпонентные системы

1. Плотности твердого и жидкого железа при температуре плавления соответственно равны 7,865 и 6,880 г/см³. Изменение энтропии при плавлении составляет 2 кал/град·г-атом.

Определить изменение температуры плавления при повыше­нии давления на 1 атм.

2.Давление пара ртути (мм.рт.ст.) в зависимости от температуры выражается уравнением

Определить теплоту испарения ртути при температуре кипения 630° К.

3. Температура превращения α-кварца в α –тридимит 1140° К, в точке превращения составляет 1,29 кг/см² · град, изменение объема ∆υ — 3,489 ,см³!моль.

Определить тепловой эффект при превращении α-кварца в α –тридимит.

4. Температура превращения β-кварца в α -кварц 846° К; в точке превращения составляет 64,7 кг/см²·град; υ₂— υ₁ — 0,295 см³/моль.

Рассчитать тепловой эффект Q при превращении β-кварца в α -кварц.

Модуль 2. Двухкомпонентные системы

5. Смесь состоит из 80% СаО и 20°% SiO₂ (см. рисунок 2).

Определить число фаз и число степеней свободы при нагре­вании данной смеси до 2400°.

6. Исходная смесь состоит из 45 % СаО и 55 % SiO₂ (см. рисунок 2). Смесь нагрета до температуры 1600 ⁰ С.

Сколько степеней свободы имеет система в данном состоянии и при какой температуре появится твердая фаза данной смеси?

7. Смесь состоит из 20 % СаО и 80 % SiO₂ (см. рисунок 2).

Сколько фаз и степеней свободы будет находиться в равновесном состоянии, если эта смесь нагрета до 1455 ⁰?

8. Исходная смесь состоит из 45 % МgО и 55 % SiO₂ (см. рисунок 1). Смесь нагрета до температуры 1820 ⁰ С.

Сколько степеней свободы имеет система в данном состоянии, и при какой температуре появится твердая фаза данной смеси?

9. Смесь состоит из 30 % А1₂О₃ и 70 % SiO₂ (см. рисунок 3).

Сколько фаз и степеней свободы будет находиться в равновесном состоянии, если эта смесь нагрета до 1755 ⁰?

10. Состав исходной смеси 70 % SiO₂ и 30 % Na₂О (см. рисунок 3).

Определить при 800⁰С процентное содержание жидкой и твердой фаз, а также их составы.

11. Расплав, состоящий из 90 % SiO₂ и 10 % Na₂О охлажден до 1100⁰С.

Определить (в процентах), какая часть расплава затвердела.

12. Исходный расплав имеет состав из 70 % SiO₂ и 30 % СаО (см. рисунок 2). Определить графически и аналитически процентное содержание твердой фазы, выделившейся при охлаждении смеси до эвтектической температуры 1436 ⁰ С (до начала кристаллизации самой эвтектики).

13. Исходная смесь состава 20 % МgО и 80 % SiO₂ (см. рисунок 1) нагрета до температуры 1720 ⁰ С.

Определить составы расплавов и их процентное содержание.

14. Какое количество (в процентах) надо SiO₂ к чистому муллиту (рисунок 3), чтобы смесь полностью расплавилась при температуре 1650 ⁰ С.

Модуль 3. Трехкомпонентные системы

15. Состав исходной смеси (диаграмма Na₂О - SiO₂ – СаО) соответствует 10 % Na₂О; 80 % SiO₂ и 10% СаО.

Найти изображающую точку данной смеси на диаграмме.

16. Определить состав смеси (диаграмма Na₂О - SiO₂ – СаО), отвечающей точке пересечения соединительной прямой NS₂ – NС₂S₃ с пограничной кривой.

17. Составить таблицу путей кристаллизации для смесей (см. диаграмма Na₂О - SiO₂ – СаО), изображающие точки которых лежат:

а) в поле кристаллизации N₂СS₃

б) в поле кристаллизации NS₂

18. Берлинская огнеупорная глина имеет химический состав (вес.%): SiO₂ 50; Al₂O₃ - 34; Fe₂O₃ 1,5; TiO₂ - 0,98; CaO - 0,5; MgO - 0,4; K₂O - 0,95; Na₂O - 0,30; потери при прокаливании составляют – 11,37.

Привести состав этой глины к трехкомпонентной системе CaO-Al₂O₃-SiO₂ и определить ориентировочно температуру полного плавления глины.

19. Заданный состав портландцементного клинкера (вес.%): SiO₂ 20,73; Al₂O₃ – 6,83; Fe₂O₃ 3,80; CaO – 54,04; MgO – 2,23.

Привести этот состав к трехкомпонентной системе CaO-Al₂O₃-SiO₂ и определить количество расплава в конце кристаллизационного пути (до начала кристаллизации в конечной нонвариантной точке).

20. Динасовый огнеупор имеет следующий состав (вес.%): SiO₂ – 95,3; Al₂O₃ – 1,2; Fe₂O₃ – 0,28; CaO – 3,1.

Привести состав этого огнеупора к трехкомпонентной системе CaO-Al₂O₃-SiO₂ и построить жидкостную кривую в интервале от эвтектической температуры до 1600⁰С, определив количество расплава на всех изотермах.

21. Состав стекла (вес.%): SiO₂ – 75; Na₂O – 15; CaO – 10.

На сколько градусов понизится равновесная температура полного плавления шихты, если заменить 5 % СаО на 5 % Na₂O?

22. Фарфоровая масса для высоковольтных изоляторов состоит из сырья (вес %): каолин 33; глина огнеупорная 17; пегматит 26.

Химический состав отдельных компонентов приведен в таблице 10.

Таблица 10 – Химический состав компонентов массы

Материал	Состав компонентов фарфоровой массы, вес.%
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	СаО	MgO	Na2O + K2O	п.п.п
Каолин	46,09	37,75	0,75	1,0	0,5	0,6	12,44
Огнеупорная глина	54,98	31,86	1,28	0,69	1,12	2,18	9,23
Песок	98,7	0,3	0,05	0,25	0,13	0,0	0,2
пегматит	64,56	18,01	0,60	2,20	1,45	10,48	3,12

Привести содержание компонентов исходной массы к диаграмме состояния трехкомпонентной системы K₂O-Al₂O₃-SiO₂ и определить количества жидкой фазы и твердого вещества, а также их составы при 1300⁰С.

23. Смесь состава (вес.%): SiO₂ 60; Al₂O₃- 20; K₂O -20 нагрета до температуры, при которой образовалось 30 % расплава. Определить состав расплава и температуру, до которой нагрета смесь.

24. Расплав состава (вес.%): SiO₂ 70; СаO - 10; K₂O -20 охлажден до 1000⁰С.

Какие при этом появятся твердые фазы, состав твердого вещества и какое количество расплава останется?

25. Состав исходной смеси (вес %) : SiO₂ 8; Al₂O₃- 50; K₂O -42. Смесь нагрета до температуры, при которой образовалось 40 % расплава.

Определить температуру, до которой нагрета смесь, а также составы расплава и твердой фазы, находящиеся в равновесии при этой температуре.