Calcule os coeficientes de difusão das difusões de hidrogênio através do ferro CCC e do alumínio CFC em temperatura ambiente (
). Com base em seus cálculos, qual material seria mais adequado para um tanque de armazenamento de hidrogênio em alta pressão?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular os coeficientes de difusão do hidrogênio passando pelo ferro CCC e pelo alumínio CFC a 25°C. Depois, vamos descobrir qual desses materiais é melhor para usar em um tanque de armazenamento de hidrogênio em alta pressão. Para isso, vamos precisar entender o que é coeficiente de difusão e como ele nos ajuda a comparar os materiais.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o coeficiente de difusão. Esse valor nos diz quão rápido uma molécula, como a do hidrogênio, consegue se mover através de um material. Em termos mais técnicos, é representado por
e sua unidade é metros quadrados por segundo (
). Quanto maior o coeficiente de difusão, mais fácil é para o hidrogênio passar pelo material.
Passo 3
Agora, vamos olhar os valores fornecidos:
- Para o ferro CCC, o coeficiente de difusão é
. - Para o alumínio CFC, o coeficiente de difusão é
.
Esses números nos mostram quão rápido o hidrogênio consegue difundir através de cada material a 25°C.
Passo 4
Vamos comparar os dois coeficientes:
O coeficiente de difusão do hidrogênio no ferro CCC é muito maior do que no alumínio CFC. Isso significa que o hidrogênio passa muito mais facilmente através do ferro do que através do alumínio.
Passo 5
Para um tanque de armazenamento de hidrogênio em alta pressão, queremos um material que impeça a passagem do hidrogênio, evitando vazamentos. Portanto, preferimos o material com menor coeficiente de difusão, já que ele dificulta a passagem do hidrogênio.
Resposta
Com base nos coeficientes de difusão calculados, o alumínio CFC é o material mais adequado para um tanque de armazenamento de hidrogênio em alta pressão, pois seu coeficiente de difusão (
) é muito menor que o do ferro CCC (
), tornando-o mais eficaz para impedir vazamentos de hidrogênio.