Exercícios difusão

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS 
FACULDADE DE ENGENHARIA 
JOÃO MONLEVADE 
Terceira Primeira Lista de Exercícios - Metalurgia Fisica II 
Prazo para entrega: 23/03/18 
 
 
Exercício 1 
 
A purificação de hidrogênio pode ser feita por difusão do gás através de uma chapa de 
paládio a 600˚C. Calcule a quantidade de hidrogênio que passa por hora através de uma 
chapa de paládio com 6mm de espessura e área de 0,25 mm2 a 600˚C. Assumir um 
coeficiente de difusão de 1,7 x 10-8 m2/s e que as concentrações de hidrogênio dos dois 
lados da chapa são 2,0 e 0,4 kg/m3, sendo o sistema está considerado em regime 
estacionário. 
 
Exercício 2 
 
Suponha que uma chapa fina de ferro a 700°C tenha um de seus lados exposta a uma 
atmosfera carborizante (rica em carbono) e seu outro lado a uma atmosfera 
descarborizante. Supondo que o estado estacionário seja alcançado, calcule o fluxo de 
átomos de carbono que se difunde através desta chapa se a concentração de carbono nas 
posições de 5 e 10 mm da superfície é 1,2 e 0,8 kg/m3, respectivamente. Assuma que o 
coeficiente de difusão do carbono do ferro nesta temperatura é 3x10-11 m2/s. 
 
Exercício 3 
 
Quando Ferro-alfa é submetido a uma atmosfera rica em hidrogênio, a concentração de 
hidrogênio no ferro, CH (% em peso) é função da pressão de hidrogênio (em Mpa) e da 
temperatura absoluta (T), de acordo com a equação: 
 
 
 
 
 
Considere o valor de D0 e Qd para a difusão do hidrogênio no ferro igual a 1,4 x 10-7 m2/s e 
13000 J/mol, respectivamente. Considere também que a espessura da membrana seja de 
1mm e que o sistema se encontra a 250°C. 
 
a) Calcule o fluxo (kg/m2s) através da membrana se a pressão do hidrogenio de um lado é 
de 0,15 Mpa e do outro lado é de 7,5 Mpa. 
 
b) Qual peso (g) de hidrogênio escapado depois de 1h para uma área de 1m2? 
 
 
 
Observação: 
Apresentar o trabalho com a folha de rosto mostrada em sala.