FİZİKSEL METALURJİ SORULARI (BÖLÜM 1)
1) Tek fazlı ikili (binary) sistemlerde bileşim farklılığından dolayı katı eriyikte atomlar difuzyon
yoluyla bileşim farklığını giderici yönde hareket etmektedir. Sabit basınç ve sıcaklıkta nA mol
bileşen A ve nB mol içeren B sistem toplam bir serbest enerji oluşturmaktadır. A ve B elementlerinin
ideal çözeltinin varsayımsal serbest enerji diyagramı Şekil 1’de verilmektedir. Buna göre,
(a) Bir mol için A ve B nin oluşturduğu toplam serbest enerji miktarı nedir?
(b) İdeal bir şekilde oluşan karışım entropisinin serbest enerjiye katkısı nedir?
(c) Sıcaklığın serbest enerji etkisi nedir? A ve B bileşenleri için serbest enerji değişimini grafiksel
olarak açıklayınız.
(d) 0, 0.10, 0.25, 0.50, 0.75, 0.90 ve 1.00 mol A içeren bir çözeltideki itici güçleri hesaplayınız.
(e) İtici gücün termodinamik manası nedir?
(f) Hesaplanan itici güçlerin sıcaklık ve A’nın mol fraksiyonu arasındaki ilişkiyi grafiksel olarak
ifade ediniz.
Şekil 1. A ve B elementlerinin ideal çözeltilerinin varsayımsal serbest enerji diyagramı
2. Aynı A ve B elementlerinden oluşan Şekil 2.’deki difüzyon çiftinin toplam ağırlığının %40’ı A
elementi tarafında olduğu bilinmektedir. Difüzyon çifti 500 K sıcaklıkta homojen katı eriyik
oluşturmaya yeterli sürede difüzyon tavlamasına tabi tutulduğu bilindiğine göre;
(a) Bu çiftin toplam ağırlığı 240 gram olduğunu varsayarak A ve B elementinin mol fraksiyonlarını
belirleyiniz.
(b) Şekil 1.’i kullanarak bulmuş olduğunuz mol kesri değerlerine göre difüzyon işlemi öncesi serbest
enerjileri belirtiniz.
(c) Aynı şekil üzerinde homojen katı eriyik(çözelti) elde edilmesinin ardından serbest enerji
değerini belirtiniz.
(d) Bu katı çözeltinin elde edilmesi için gerekli olan serbest enerji değişimini belirtiniz.
Not: A ve B elementlerinin atom ağırlıkları sırasıyla 80 ve 60 g/mol. Çözüm işlemlerinde formülleri
açıklamalarıyla, sembolleri tanımlamalarıyla kullanarak birimlere dikkat ediniz.
Şekil 2. A ve B elementlerinden oluşan difüzyon çiftinin şematik gösterimi
Download

FİZİKSEL METALURJİ SORULARI (BÖLÜM 1) 1) Tek fazlı ikili