As seguintes informações estão associadas a difusão em sólidos cristalinos.
Calcule os seguintes coeficientes de difusão, considerando
:
Níquel/ferro cfc a
. R.:
Calcule os seguintes coeficientes de difusão, considerando
Níquel/ferro cfc a
Elemento | Massa Molar <br> (g/gmol) | Raio atômico <br>
|
|
---|---|---|---|
Ferro | 56 | 1,26 | |
Carbono | 12 | 0,77 | |
Níquel | 59 | 1,24 | |
Soluto | Sólido |
|
|
:—: | :—: | :—: | :—: |
Carbono | Ferro cfc (cúbico <br> de face centrada) | 33800 | 0,21 |
Carbono | Ferro ccc (cúbico <br> de corpo <br> centrado) | 18100 | 0,0079 |
Níquel | Ferro cfc | 66000 | 0,5 |
Passo 1
Enunciado resumido: o exercício pede para calcular o coeficiente de difusão de níquel (soluto) em ferro cfc a 500 °C, usando a lei de Arrhenius. Matéria: difusão em sólidos, Arrhenius. Dados: par soluto/matriz Ni/Ferro cfc com energia de ativação Q = 66000 cal/mol e fator pré-exponencial D₀ = 0,5 cm²/s; constante dos gases R = 1,987 cal/(mol·K).
Passo 2
Converter a temperatura para Kelvin e escrever a lei de Arrhenius. Para difusão em sólidos a temperatura T (K) vale:
A lei de Arrhenius é dada por
Passo 3
Calcular o fator de ativação
. Primeiro o produto
:
Logo,
Passo 4
Avaliar o coeficiente de difusão substituindo na lei de Arrhenius:
Resposta
1,09\times 10^{-19} cm²/s