Enunciado

Uma folha de ferro de 1,5 mm de espessura é colocada em uma atmosfera de nitrogênio a 1200°C a fim que possa se instaurar um estado de difusão em regime estacionário. O coeficiente de difusão do nitrogênio no aço a esta temperatura é de 6 x 10-11m2/s e o fluxo de difusão é de 1,2x10-7kg/m2.s. Sabe-se que a concentração de nitrogênio no lado da folha de aço onde a pressão é mais elevada é de 4 kg/m3. A que distância sob a superfície do lado onde a pressão é mais elevada pode-se medir uma concentração de 2,0 kg/m3?

Passo 1

Para determinarmos a distância devemos determinar a equação:

J =   - D × ( C a - C b ) ( X a - X b )

Agora precisamos isolar “Xb” para determiná-lo.

X b =   X a + D ( C a - C b ) J

Considerando Xa =0

X b =   0 +   6 × 10 - 11 × ( 4 - 2 ) 1,2 × 10 - 7

X b = 1 × 10 - 3 m ou 1 mm

Resposta

X b = 1 × 10 - 3 m ou 1 mm

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