Difusão

1- Quais são as principais forças motrizes para que ocorra a difusão?

2- Cite 3 exemplos práticos de processos que são baseados em fenômenos difusivos.

3- Quais são os principais parâmetros que governam a difusão?

4- De que depende o coeficiente de difusão?

5- Quais são os principais fatores da estrutura dos materiais que favorecem a difusão?

6- Quais são os principais fatores da estrutura dos materiais que dificultam a difusão?

7- A difusão de uma impureza intersticial se dá mais facilmente no ferro ccc ou no ferro cfc? Explique.

8- Suponha que uma chapa fina de ferro a 700C, tenha um de seus lados exposta a uma atmosfera carborizante (rica em carbono) e seu outro lado a uma atmosfera descarborizante. Supondo que o estado estacionário seja alcançado, calcule o fluxo de átomos de carbono que se difundem através desta chapa se a concentração de carbono nas posições de 5 e 10 mm da superfície é 1,2 e 0,8 kg/m3, respectivamente. Assumo que o coeficiente de difusão do carbono do ferro nesta temperatura é 3x10-11 m2/s.(R: 2,4 x 10 -9 kg/m2/s)

9- Para algumas aplicações é necessário endurecer a superfície dos aços para conferir maior resistência ao desgaste. Um maneira de fazer isso é através do processo de cementação gasosa, na qual há um aumento da concentração de carbono na superfície através da introdução de átomos de carbono (proveniente de um gás, como o metano) por difusão à elevadas temperaturas. Considerando um aço cuja concentração inicial de carbono é 0,25% que seja submetido à cementação à 900C e que a concentração de carbono na superfície seja aumentada e mantida a 1,2%, calcule quanto tempo é necessário para tingir uma concentração de 0,8% de Carbono a 1mm abaixo da superfície. D= 1,6x10-11 m2/s.

10- Os coeficientes de difusão do cobre no alumínio a 500C e 600C são 4,8x10-14 m2/s e 5,3x10-13 m2/s, respectivamente. Calcule o tempo aproximado a 500C que irá produzir os mesmos resultados da difusão (em termos da concentração do cobre em algum ponto específico no alumínio) se a mesma fosse realizada à 600C durante 10 h.

11- A purificação do gás hidrogênio pode ser feita por difusão usando uma folha de paládio. Calcule quantos kilogramas de hidrogênio passa por hora através de uma lâmina de paládio de 6 mm de espessura e de área de 0,25 m2 a 600C. Suponha que o coeficiente de difusão do hidrogênio é 1,7X10-8 m2/s, que a pressão do hidrogênio nos lados de alta e baixa pressão é de 2 e 0,4 Kg/m3 , respectivamente e que o estado estacionário seja atingido.R= 4,1X10-3 Kg/h

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