Evidências experimentais mostram que a difusividade através de contornos de grão ( Dcg ) é maior que a difusividade através da rede cristalina ( Dv ). Contudo, na maioria dos processos difusionais observados na prática, a difusividade através dos contornos de grão é ignorada. Explique.
Passo 1
Vamos ler o enunciado juntos. A questão diz que a difusividade através dos contornos de grão (Dcg) é maior do que a difusividade através da rede cristalina (Dv). No entanto, na maioria dos processos de difusão observados na prática, a difusividade pelos contornos de grão é ignorada. Nosso objetivo é explicar por que isso acontece. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de difusão em materiais, especificamente a diferença entre difusão na rede cristalina e nos contornos de grão.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é difusão. Difusão é o movimento de átomos ou moléculas de uma região de alta concentração para uma de baixa concentração. Nos materiais cristalinos, esse movimento pode ocorrer de duas maneiras principais: através da rede cristalina (Dv) ou ao longo dos contornos de grão (Dcg).
Passo 3
Os contornos de grão são as fronteiras entre diferentes grãos ou cristais dentro de um material policristalino. Essas áreas geralmente têm estruturas menos ordenadas comparadas à rede cristalina pura, o que pode permitir uma difusão mais fácil, aumentando a difusividade Dcg.
Passo 4
Apesar de Dcg ser maior que Dv, na prática, muitas vezes ignoramos a difusão pelos contornos de grão. Isso acontece porque, em muitos materiais e condições de processamento, a contribuição da difusão na rede cristalina é muito maior devido à maior quantidade de caminhos disponíveis para a difusão através da estrutura cristalina em comparação com os contornos de grão.
Passo 5
Além disso, em materiais com grandes tamanhos de grão, a proporção de contornos de grão em relação à rede cristalina é pequena. Isso significa que a difusão através dos contornos de grão contribui insignificantly para o total de difusão no material. Portanto, a difusividade Dv domina os processos de difusão observados na prática.
Resposta
Embora a difusividade através dos contornos de grão seja maior, na maioria dos processos práticos a difusão pela rede cristalina predomina porque, em materiais com grandes tamanhos de grão, a contribuição dos contornos de grão é mínima, tornando a difusão pela estrutura cristalina a principal via de difusão observada.
Exercícios relacionados
Para abastecer uma localidade, constrói-se uma adutora (tubulação destinada a conduzir as águas de um manancial para um reservatório), obtendo-se a perda de carga contínua de 15 m . Sabe-se pelo projeto, que a perda de carga unitária é de
. Determinar o comprimento da adutora. Resp.:
.
O diâmetro de uma tubulação que transporta água em regime permanente, varia gradualmente de 150 mm , no ponto
acima de um referencial, para 75 mm , no ponto
acima do referencial. A pressão no ponto A vale
e a velocidade média é
. Desprezando as perdas de carga, determine a pressão no ponto B. Resposta:
.
A água escoa por um tubo, cuja seção varia do ponto 1 para o ponto 2 , de
para
. Em 1, a pressão é de
e a elevação é
, ao passo que no passo 2 , a pressão é de
e a elevação
. Calcular a vazão em L/s. Hipóteses: RP, líquido incompressível e de viscosidade nula. Resp.:
Explique por que a nucleação heterogênea é mais fácil de acontecer que a homogênea?