Calcular o número de lacunas em equilíbrio por m³ no ferro a 27 °C e a 850 °C. Comente a diferença entre os valores encontrados. Na: número de Avog...
Calcular o número de lacunas em equilíbrio por m³ no ferro a 27 °C e a 850 °C. Comente a diferença entre os valores encontrados. Na: número de Avogadro = 6.022 x 10^23 átomos/mol massa atômica do Fe: 55.85 g/mol estrutura cristalina: CCC raio atômico do Fe = 0.124 nm densidade a 20°C= 7.87 g/cm³ energia de ativação para formação de uma lacuna: Q, = 1.08 eV/ átomo de Fe constante de Boltzmann: k= 8.614x10^-5 ev/K
Para calcular o número de lacunas em equilíbrio por m³ no ferro, podemos utilizar a equação de Arrhenius:
n = N exp(-Q/kt)
Onde:
n = número de lacunas por m³
N = número de sítios cristalinos por m³
Q = energia de ativação para formação de uma lacuna
k = constante de Boltzmann
T = temperatura em Kelvin
Para calcular o número de sítios cristalinos por m³, podemos utilizar a densidade do ferro e o seu raio atômico:
N = (6.022 x 10^23 átomos/mol) x (7.87 g/cm³) / (55.85 g/mol) x (0.124 nm)^3
N = 2.48 x 10^28 sítios cristalinos por m³
Agora, podemos calcular o número de lacunas por m³ a 27°C e a 850°C:
Para 27°C (300K):
n = (2.48 x 10^28) exp(-1.08 eV / (8.614 x 10^-5 eV/K x 300 K))
n = 1.09 x 10^9 lacunas por m³
Para 850°C (1123K):
n = (2.48 x 10^28) exp(-1.08 eV / (8.614 x 10^-5 eV/K x 1123 K))
n = 1.11 x 10^21 lacunas por m³
Podemos observar que o número de lacunas aumenta significativamente com o aumento da temperatura. Isso ocorre porque a energia térmica fornecida às partículas do ferro aumenta, o que facilita a formação de lacunas.
0
0
Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto
Compartilhar