Na difusão de sólidos cristalinos, explique como ocorrem os mecanismos de transferência do penetrante por:
a) Ocupação de vazios

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para explicar como funciona a transferência de um penetrante (tipo um átomo ou molécula que se difunde) em sólidos cristalinos usando o mecanismo de ocupação de vazios. Estamos lidando com o tema de difusão em materiais sólidos. Para resolver isso, vamos entender o que são vazios no cristal e como os átomos se movem através desses espaços.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre a estrutura dos sólidos cristalinos. Eles são formados por átomos arranjados de forma ordenada em uma malha periódica. Porém, nem todos os espaços da malha estão ocupados por átomos; esses espaços vazios são chamados de “vazios” ou “lacunas”.

Passo 3

O mecanismo de ocupação de vazios acontece quando um átomo próximo a um vazio ganha energia suficiente para “pular” para esse espaço vazio. Esse movimento cria um novo vazio na posição inicial do átomo que se moveu. Basicamente, o átomo se desloca para o vazio, e o vazio se move para onde o átomo estava antes.

Passo 4

Para que um átomo consiga pular para o vazio, ele precisa superar uma barreira de energia chamada energia de ativação. Essa energia é necessária para quebrar algumas ligações e permitir o movimento do átomo para o espaço vazio.

Passo 5

Com o tempo, esses movimentos sucessivos de átomos pulando para vazios diferentes fazem com que o penetrante se difunda através do sólido. A taxa dessa difusão depende da quantidade de vazios disponíveis e da facilidade com que os átomos podem se mover para esses vazios.

Passo 6

Então, resumindo, no mecanismo de ocupação de vazios, os átomos se movem de seus locais originais para espaços vazios na malha cristalina, criando novos vazios e permitindo que o penetrante se espalhe pelo sólido.

Resposta

A transferência do penetrante ocorre quando os átomos próximos a vazios na estrutura cristalina ganham energia para saltar para esses espaços vazios, movendo-se assim através do sólido. Esse movimento cria novos vazios no local de origem, permitindo que o penetrante se difunda pela rede cristalina por meio desse constante rearranjo de ocupação de vazios.

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