Uma solução sólida de cobre em alumínio tem
átomos de cobre por
em uma posição X (ponto X ) e
na posição Y (ponto Y ). Os dois pontos distam entre si de
. Qual será o fluxo de difusão (J) dos átomos de cobre de X para Y na temperatura de
?
Passo 1
O enunciado trata de difusão de átomos de cobre em alumínio e pede o fluxo de difusão
de um ponto X para um ponto Y a
.
O conteúdo necessário é a primeira lei de Fick, que relaciona o fluxo à variação de concentração e ao coeficiente de difusão:
O conteúdo necessário é a primeira lei de Fick, que relaciona o fluxo à variação de concentração e ao coeficiente de difusão:
Para resolver precisamos de:
- Concentrações em X e Y,
e . - Distância
entre X e Y. - Coeficiente de difusão
do cobre no alumínio a .
Passo 2
Calcular o gradiente de concentração aproximado entre X e Y.
Temos
Temos
Logo
Passo 3
Aplicar a primeira lei de Fick:
Ou seja, o fluxo de difusão é
Passo 4
Para obter o valor numérico de
falta o coeficiente de difusão
do cobre no alumínio a
, que não foi fornecido no enunciado. Sem esse dado não é possível calcular numericamente o fluxo.
Resposta
Não é possível determinar numericamente o fluxo de difusão
pois falta o valor do coeficiente de difusão
a
.