Экз_прог_ФХОТИЭН_2016_осень

Экзаменационные вопросы

по дисциплине «Физико-химические основы технологии изделий электроники и наноэлектроники» (осень 2016 г) группы 4204, 4205, 4206, 4209, 4281, 4282

1. Основные типы фаз. Кристаллические фазы. Стеклообразные, аморфные, мезоморфные фазы. Фазовые переходы.

2. Термодинамические системы. Теплота и работа. Первое начало термодинамики и его следствия. Стандартные условия.

3. Термодинамические критерии равновесия и протекания процессов в изолированных системах. Энтропия и термодинамическая вероятность. Уравнение Л. Больцмана.

4. Энтропия и ее составляющие. Изменение энтропии фазы и физико-химического процесса в зависимости от температуры.

5. Термодинамические потенциалы и их свойства. Критерии равновесия и направления протекания процессов в закрытых системах.

6. Энтальпия и внутренняя энергия как характеристические функции состояния системы, зависимость их от естественных параметров и температуры.

7. Изобарно-изотермический потенциал как характеристическая функция состояния системы, зависимость его от естественных параметров.

8. Изохорно-изотермический потенциал как характеристическая функция состояния системы, зависимость его от естественных параметров.

9. Термодинамические критерии направления протекания процессов и равновесия в открытых системах.

10. Химический потенциал однокомпонентного идеального (реального) газа, его зависимость от температуры и давления пара.

11. Химический потенциал компонента в многокомпонентных системах (смесь идеальных и реальных газов, жидкие и твердые растворы). Понятие летучести и активности.

12. Третье начало термодинамики. Поведение термодинамических функций вблизи абсолютного нуля температур.

13. Условия химического равновесия. Термодинамический и кинетический выводы закона действия масс.

14. Константа равновесия химических процессов в газообразных и гетерогенных системах. Методы определения констант равновесия.

15. Уравнение изотермы химической реакции (Вант-Гоффа). Термодинамический вывод. Применение уравнения для управления физико-химическими процессами.

16. Влияние температуры и общего давления пара на химические равновесия. Уравнение изобары химической реакции.

17. Скорость химической реакции. Правило Аррениуса.

18. Общие критерии фазового равновесия. Фазовые равновесия и фазовые переходы первого рода в однокомпонентных системах. Зависимость свободной энергии (и ее производных) от температуры и давления с учетом фазового перехода.

19. Условие равновесия двух фаз в однокомпонентной системе. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона.

20. Р-Т диаграмма однокомпонентной системы. Равновесие трех фаз. Правило фаз Гиббса.

21. Зависимость термодинамических функций от состава для гетерогенной (механической) смеси компонентов. Энтропия смешения растворов, анализ зависимости ее от состава.

22. Термодинамические функции смешения. Зависимость энтальпии и свободной энергии смешения от состава растворов.

23. Определение химических потенциалов компонентов из концентрационной зависимости свободной энергии Гиббса (геометрическая интерпретация).

24. Условие равновесия фаз в двухкомпонентных системах. Определение состава равновесных фаз из концентрационной зависимости свободной энергии. Правило рычага.

25. Диаграммы состояния с неограниченной растворимостью компонентов в жидкой и твердой фазах. Термодинамическое обоснование экстремальных точек.

26. Т-х проекция диаграммы состояния с эвтектическим превращением. Вырожденная эвтектика.

27. Т-х проекция диаграммы состояния с химическим соединением (конгруэнтное и инконгруэнтное плавление).

28. Природа фаз переменного состава. Экспериментальные методы управления типом и концентрацией точечных дефектов.

29. Термодинамические модели растворов. Избыточные термодинамические функции, связь их с коэффициентом активности.

30. Концепция регулярного раствора (квазихимическое приближение). Параметр взаимодействия и связь его с коэффициентом активности.

31. Математическое описание равновесия между жидкими и твердыми растворами. Уравнения линий ликвидуса и солидуса для модели идеальных растворов.

32. Математическое описание равновесия между жидкими и твердыми растворами в рамках модели регулярных растворов.

33. Математическое описание линий ликвидуса и солидуса на диаграммах состояния эвтектического типа «одноэлементный полупроводник – примесь»

34. Равновесный коэффициент распределения компонентов между жидким и твердым растворами в рамках моделей идеальных и регулярных растворов.

35. Термодинамическое обоснование экстремальных точек на Т-х проекциях диаграмм состояния с неограниченными растворами. Зависимость энергии Гиббса от состава.

36. Парциальные и общее давления пара над идеальными растворами. Законы Генри и Рауля.

37. Математическое описание равновесия жидкий раствор - пар в рамках моделей идеальных и регулярных растворов. Диаграммы температура кипения–состав. Конгруэнтное кипение растворов.

38. Термодинамические представления о явлении распада твердых растворов. Спинодальный и бинодальный механизмы распада.

39. Термодинамический критерий устойчивости растворов. Уравнение спинодали для модели регулярных растворов. Метастабильные растворы.

40. Диффузия. 1-й и 2-й законы Фика, их применение для решения задач диффузии.

41. Коэффициент диффузии. Его зависимость от температуры и параметров материалов.

42. Природа метастабильных состояний в однокомпонентных системах. Образование зародыша новой фазы, критический радиус зародыша.

43. Адсорбция. Физическая и химическая адсорбция.

44. Изотермы адсорбции Генри, Лэнгмюра, БЭТ. Адсорбция газов и паров.