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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – CCET
DEPARTAMENTO DE ENGENHARI QUÍMICA
COMPONENTE CURRICULAR: CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
ALUNOS: Tayrlan Silva Marques – 2016005324 e
Felipe Eduardo Fernandes Pacheco - 2017027030
ATIVIDADE 3 - MOVIMENTO DE ÁTOMOS E ÍONS NOS MATERIAIS
- Os refratários são usados como envoltórios para conter o metal fundido em fornos de
fabricação de aço. Todavia o aluminossilicato de cálcio um subproduto comum do
processo de fabricação de aço é quimicamente corrosivo aos refratários. Para refratários
de alumínio, a taxa de corrosão é de 2,0 × 10
m/s a 1.425 °C e de 8,95 × 10
m/s a
1.500 °C. Calcule a energia de ativação para a corrosão desses refratários de alumínio.
Sabendo que
D = D
0
exp
− Q
d
RT
Tirando os logaritmos naturais
ln D =ln D
0
Q
d
R
T
Essa é a forma de uma equação da reta, onde
− Q
d
R
é o coeficiente angular e
lnD
0
é o
coeficiente linear. Plotando um gráfico de
lnD
0
em função de
T
podemos encontrar o
valor da energia de ativação
Q
d
. Assim:
5.60E-04 5.65E-04 5.70E-04 5.75E-04 5.80E-04 5.85E-04 5.90E-04 5.95E-
-1.80E+
-1.75E+
-1.70E+
-1.65E+
-1.60E+
-1.55E+
-1.50E+
f(x) = − 60151.12 x + 17.
R² = 1
1/T (K-1)
Ln(D) m2/s
A partir do gráfico sabemos que o coeficiente angular da reta tem valor igual a -60151,
logo:
− Q
d
R
Q
d
J
mol. K
= 60151 K
− 1
Q
d
=499854,81 J / mol
- A energia de ativação para a difusão do cobre em um sistema é de 195 kJ/mol sendo
que a difusividade do cobre em uma liga de bronze comercial é de 10
m² /s a 400 °C.
Calcule a difusividade a 600 °C.
Sabendo que
D = D
0
exp
− Q
d
RT
− 20
m
2
/ s = D
0
exp
− 195000 J / mol
J
mol. K
K
− 20
m
2
/ s = D
0
exp
− 195000 J / mol
5592,63 J / mol
− 20
m
2
/ s = D
0
exp
− 20
m
2
/ s = D
0
7,180 x 10
− 16
0 0 0 0 0 0.01 0.
0
1
2
3
Perfil de concentrações
Posição (m)
Concentração (Kg/m3)
Assim:
J =−( 10
− 8
m
2
/ s )
kg / m
3
0 − 5 x 10
− 3
m
J =−( 10
− 8
m
2
/ s )
1,8 kg / m
3
− 5 x 10
− 3
m
J =−( 10
− 8
m
2
/ s )(− 360 kg / m
4
J =3,6 x 10
− 6
kg / m
2
. s
Sabendo que a área transversal da lâmina de paládio é igual a 0,2 m
2
, em 1 hora a
quantidade de hidrogênio que passa pela mesma é:
J =3,6 x 10
− 6
kg
m
2
. s
X
0,2 m
2
X
3600 s
1 h
J =2,592 x 10
− 3
kg / h
