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O Explicando a Matéria de hoje busca clarificar o fenômeno de difusão em sólidos e quais os fatores que o influenciam. A difusão é definida como o transporte de matéria por movimento atômico, de forma que átomos migram de uma posição para outra na rede cristalina. Para um átomo fazer esse movimento, duas condições devem ser atendidas: deve existir uma posição adjacente vazia e o átomo deve possuir energia suficiente para quebrar as ligações atômicas com seus átomos vizinhos e então causar alguma distorção da rede durante o seu deslocamento. Essa energia é de natureza vibracional e aumenta com a temperatura. Dois mecanismos de difusão são dominantes em metais: a difusão intersticial e a difusão substitucional, por lacunas. O primeiro deles consiste na migração de átomos de uma posição intersticial para uma posição intersticial vizinha que esteja vazia. Esse mecanismo é encontrado para a interdifusão de impurezas, que são pequenas o suficiente para se encaixar nas posições intersticiais. Por outro lado, na difusão por lacunas um átomo se movimenta de uma posição normal da rede cristalina para outra posição vaga ou lacuna na rede. Se o fluxo difusional não varia com o tempo, existe uma condição de regime estacionário. Nesse caso, utilizamos a primeira lei de Fick para calcular a quantidade de átomos que se difunde através de uma área por unidade de tempo. A constante D presente na fórmula é chamada de coeficiente de difusão. Entretanto, a maioria das situações práticas envolvendo difusão ocorre em regime não estacionário, ou seja, o fluxo difusional e o gradiente de concentração em um ponto específico no interior de um sólido variam com o tempo. Nesse caso, utilizamos a segunda lei de Fick para os cálculos. A magnitude do coeficiente de difusão D e, consequentemente, a difusão de átomos, é dependente tanto da espécie em difusão quanto da temperatura. O coeficiente de difusão varia exponencialmente com a temperatura, de forma que esse fator possui uma influência profunda sobre as taxas de difusão. Por exemplo, ao se elevar a temperatura de 500ºC para 900ºC, a autodifusão do Fe no ferro-alfa aumenta em aproximadamente seis ordens de grandeza! Fonte: CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. John Wiley & Sons, Inc., 2002. Deve ter sítios vazios; o átomo deve ter energia suficiente para quebrar às ligações atômicas que une os seus átomos vizinhos e então causar alguma distorção na rede cristalina durante o deslocamento; temperatura. São fatores que influenciam na velocidade da difusão? A velocidade do processo depende do tamanho das moléculas a serem transportadas e da solubilidade delas em lipídios. Quanto mais lipossolúvel uma molécula for, mais rápida será a sua penetração. Entre as substâncias que entram na célula por difusão simples, podemos citar o O2, CO2, ácido graxo e hormônios esteroides. Como a difusão depende da temperatura e da estrutura cristalina? Temperatura na qual a difusão ocorre – como pode ser observado na equação, quanto maior a temperatura, maior será o coeficiente de difusão; c. Tipo de estrutura cristalina do solvente – estruturas compactas (CFC e HC) dificultam a difusão atômica por serem mais compactas; d. Quais os fatores que afetam a velocidade de uma reação?A velocidade das reações pode ser influenciada por diversos fatores, entre os principais estão: temperatura, concentração, superfície de contato e catalisadores. Quais fatores influenciam negativamente na difusão? Das características a seguir determine os fatores que influenciam negativamente na difusão: 1 Baixo empacotamento, baixo ponto de fusão e elevada densidade 2 Ligações fortes, boa qualidade cristalina, baixo ponto de fusão 3 Elevado empacotamento, ponto de fusão e grande raio atômico. Por que a difusão deve ocorrer? A difusão deve-se pelo fato das partículas estarem em constante movimentação. Para que aconteça, duas condições fundamentais devem existir: Deve haver diferenças de concentração dessa substância entre a célula e o ambiente externo. Qual a taxa de difusão?A difusão é um processo termicamente ativado e a taxa de difusão depende do par soluto-solvente e de suas estruturas cristalinas. A difusão é um processo termicamente ativado e a taxa de difusão depende do par soluto-solvente e de suas estruturas cristalinas. Quais são os tipos de difusão? Esse processo pode ser classificado em dois tipos principais: difusão simples e facilitada. Na difusão simples, as substâncias entram e saem da célula por meio da membrana apenas pela força do gradiente de concentração. Quais fatores influenciam a difusão nos materiais?É a constante de proporcionalidade entre o fluxo de átomos e o gradiente de concentração. Os principais fatores que influenciam diretamente no valor do coeficiente de difusão de cloretos são: grau de hidratação do cimento, relação água/cimento, tipo de cimento, variação da temperatura, direção do vento, insolação e GS.
Quais fatores podem influenciar os processos de difusão?Resumidamente podemos dizer que são três fatores: superfície de contato, velocidade do fluxo e gradiente de concentração.
Que fatores influenciam a taxa de difusão através de uma membrana?Na difusão simples, as substâncias entram e saem da célula por meio da membrana apenas pela força do gradiente de concentração. A velocidade do processo depende do tamanho das moléculas a serem transportadas e da solubilidade delas em lipídios.
O que e difusão de materiais?A difusão é um fenômeno de transporte de massa devido à diferença de concentração. Como o nosso estudo é focado em ciência dos materiais, será apresentada a difusão no estado sólido, no qual átomos de um elemento se movem através da rede cristalina de outro material.
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Quais são os principais fatores da estrutura dos materiais que favorecem a difusão?
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