Difusividad

Difusividad.
Difusión de átomos y moléculas es el mecanismo más importante de transferencia de materia, en sólidos. Difusión al igualar al equilibrio el potencial químicolleva el sistema al equilibrio termodinámico.


Clasificación:
Difusividad de gases.
Gas monoatómico consistente en mezcla (a y a* idénticas) de moléculas rígidas, esféricas,no-atractivas, de diámetro 𝑑𝑎 y masa 𝑚𝑎.
T, P y concentración molar total 𝑐𝑡 constantes.
Concentración molecular: 𝑀 𝑉
𝑣∗𝑦: velocidad del gas a través de 𝑉
𝑣𝑀𝑦: velocidad molarmedia.
𝐷𝑎𝑎∗: difusividad.
𝑁𝑎𝑦: flujo molar a través de cualquier plano a y constante.






Difusividad de líquidos.

Partículas como esferas moviéndose a través de un medio continuo.Partícula difundiendo es mucho mayor que las partículas del medio a través del cual se mueve.
Difusión actual (aleatoria): 𝐹 = 𝑓 ∙ ν
– 𝑓: factor de fricción.
– ν: velocidadterminal.
– 𝐹: fuerza ejercida sobre partícula.
• Asumiendo soluciones de Stoke para flujo reptante:
– Moléculas adheridas (no-deslizamiento): 𝑓 = 6𝜋𝑟𝑝𝜇
– Moléculas deslizantes: 𝑓 =4𝜋𝑟𝑝𝜇
Fuerza impulsora sobre las partículas según Einstein: 𝐹= −𝛻𝜇𝑐
Para soluciones diluidas (𝑐𝑝 y 𝑐𝑡: concentración de partícula y total, respectivamente):







Flujo molar de partículas: 𝐽𝑝 =𝑐𝑝𝑣


Difusividad de sólidos.

• Difusión Volumétrica:
– Mecanismo intersticial: Partícula ocupa un espacio entre los átomos que forman la red. La difusión ocurre brincandoentre estos espacios. Típico en cristales perfectos.
– Mecanismo de vacancia: Requiere defecto en el sólido. La difusión ocurre brincando entre un defecto y otro.
• DifusiónSuperficial:
– Difusión superficial: Ocurre en interfase sólido-líquido o sólido-gas.
– Difusión de borde de grano: Ocurre en interfase en bordes granulares o cristalinos....