Respostas
Ademar Junior
Lei de Fick pode ser escrita como:
Jaz=−cDABdxAdz (1)
... em que “c” é a concentração total de A e B em Kg mol A+B/m3 e “ xA” é a fração molar de A em uma mistura de A e B.
Se “c” é constante, então CA=CxA:
CdxA=d(cxA)=dCA (2)
Substituindo (2) em (1), obtém-se a equação (3) para uma concentração total constante:
Jaz=−DABdCAdz (3)
Andre Smaira
A lei de Fick é uma lei quantitativa na forma de equação diferencial que descreve diversos casos de difusão de matéria ou energia em um meio no qual inicialmente não existe equilíbrio químico ou térmico.
Em situações nas quais existem gradientes de concentração de uma substância, ou de temperatura, produz-se um fluxo de partículas ou de calor que tende a homogenizar a dissolução e uniformizar a concentração ou a temperatura. O fluxo homogenizador é uma consequência estatística do movimento aleatório das partículas que dá lugar ao segundo princípio da termodinâmica. Este fluxo irá no sentido oposto do gradiente e, ao se aproximar pelo primeiro termo da série de Taylor, resulta na primeira a lei de Fick:
No qual, J é o valor do fluxo, D é o coeficiente de difusão da espécie que possui concentração c. Por ser gradiente, ela resulta em três equações nas direções x, y e z. No interior dos sólidos, a difusão ocorre por movimentação atômica (no caso de metais), de cátions e ânions (no caso de cerâmicas) e de macromoléculas (no caso de polímeros).
Portanto, a solubilidade do carbono da ferrita (Fe σ) é baixa. Isto ocorre porque o carbono se dissolve no ferro intersticialmente, com os átomos de carbono tendo aproximadamente o dobro do diâmetro dos "buracos" intersticiais, de modo que cada átomo de carbono é rodeado por um forte campo de tensão local. Assim, a entalpia da mistura é positiva (a reação é não-espontânea), mas a contribuição da entropia para a energia livre da solução estabiliza a estrutura a baixos teores de carbono.
Já a difusão do carbono na austenita (Fe ɣ) é maior devido ao mesmo motivo, os interstícios nessa estrutura são maiores, o que facilita a difusão. Nesse caso, o coeficiente de solubilidade é maior nesse caso.
Portanto, em metais, a Lei de Flick é influenciada pela movimentação atômica e nos tamanhos dos interstícios presentes nos metais. Isso explica diferentes valores de difusão em diferentes metais.
Fonte: BARD, A. J. Equilíbrio Químico, Harper & Row Pub INC, New York, 1970.
Andre Smaira
A lei de Fick é uma lei quantitativa na forma de equação diferencial que descreve diversos casos de difusão de matéria ou energia em um meio no qual inicialmente não existe equilíbrio químico ou térmico.
Em situações nas quais existem gradientes de concentração de uma substância, ou de temperatura, produz-se um fluxo de partículas ou de calor que tende a homogenizar a dissolução e uniformizar a concentração ou a temperatura. O fluxo homogenizador é uma consequência estatística do movimento aleatório das partículas que dá lugar ao segundo princípio da termodinâmica. Este fluxo irá no sentido oposto do gradiente e, ao se aproximar pelo primeiro termo da série de Taylor, resulta na primeira a lei de Fick:
No qual, J é o valor do fluxo, D é o coeficiente de difusão da espécie que possui concentração c. Por ser gradiente, ela resulta em três equações nas direções x, y e z. No interior dos sólidos, a difusão ocorre por movimentação atômica (no caso de metais), de cátions e ânions (no caso de cerâmicas) e de macromoléculas (no caso de polímeros).
Portanto, a solubilidade do carbono da ferrita (Fe σ) é baixa. Isto ocorre porque o carbono se dissolve no ferro intersticialmente, com os átomos de carbono tendo aproximadamente o dobro do diâmetro dos "buracos" intersticiais, de modo que cada átomo de carbono é rodeado por um forte campo de tensão local. Assim, a entalpia da mistura é positiva (a reação é não-espontânea), mas a contribuição da entropia para a energia livre da solução estabiliza a estrutura a baixos teores de carbono.
Já a difusão do carbono na austenita (Fe ɣ) é maior devido ao mesmo motivo, os interstícios nessa estrutura são maiores, o que facilita a difusão. Nesse caso, o coeficiente de solubilidade é maior nesse caso.
Portanto, em metais, a Lei de Flick é influenciada pela movimentação atômica e nos tamanhos dos interstícios presentes nos metais. Isso explica diferentes valores de difusão em diferentes metais.
Fonte: BARD, A. J. Equilíbrio Químico, Harper & Row Pub INC, New York, 1970.
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