As seguintes informações estão associadas a difusão em sólidos cristalinos.
Calcule os seguintes coeficientes de difusão, considerando R=1,987 cal / mol K :
Níquel/ferro cfc a T=1000^circ C. R.: 2,33 times 10^-12 cm^2 / s
Elemento Massa Molar <br> (g/gmol) Raio atômico <br> (A ))
Ferro 56 1,26
Carbono 12 0,77
Níquel 59 1,24
Soluto Sólido Q (cal/mol) D0(c m^2 / s)
:—: :—: :—: :—:
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

O enunciado pede o coeficiente de difusão de níquel em ferro cfc a 1000 °C. O conteúdo é difusão em sólidos e vamos usar a equação de Arrhenius para difusão, que relaciona o coeficiente de difusão com a energia de ativação e a temperatura. A fórmula é:
D = D0 expl(-QR Tr)

Passo 2

Primeiro convertemos a temperatura para Kelvin e identificamos os parâmetros relevantes.
– Temperatura: T = 1000 + 273 = 1273,K
– Pré-exponencial: D0 = 0,5,cm^2/s
– Energia de ativação: Q = 66000,cal/mol
– Constante dos gases: R = 1,987,cal/(mol,K)

Passo 3

Agora calculamos o expoente da exponencial.
QR T = 660001,987 times 1273 approx 26,094
Em seguida:
exp(-26,094) approx 4,66 times 10^-12

Passo 4

Por fim, multiplicamos esse valor por D0 para obter o coeficiente de difusão:
D = 0,5 times 4,66times10^-12 approx 2,33 times 10^-12,cm^2/s

Resposta

2,33 \times 10^{-12} cm^{2}/s

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