compreendendo a primeira lei de difusao de fick um guia compreensivo


Saída: Aperte calcular

Primeira-Lei-da-Difusao-de-Fick:-Desvendando-a-Ciencia-do-Movimento-das-Particulas

Ja-se-perguntou-como-os-aromas-de-cafe-fresco-viajam-atraves-de-uma-sala,-ou-como-o-corante-se-espalha-uniformemente-na-agua?-O-segredo-reside-nos-principios-consagrados-na-Primeira-Lei-da-Difusao-de-Fick.-Neste-artigo,-vamos-mergulhar-profundamente-nesta-lei-fundamental-da-fisica-e-quimica-para-entender-como-as-particulas-se-espalham-ao-longo-do-tempo.

Formula

No-coração-da-Primeira-Lei-de-Fick-esta-uma-formula-incrivelmente-simples:

J-=--D-*-(dc/dx)

Onde:

  • J-(Fluxo)---a-taxa-de-transferencia-de-particulas-por-unidade-de-area,-medida-em-moles-por-metro-quadrado-por-segundo-(mol/m²·s).
  • D-(Coeficiente-de-Difusao)---uma-constante-que-depende-da-substancia-e-do-meio,-medida-em-metros-quadrados-por-segundo-(m²/s).
  • dc-(Mudanca-na-Concentracao)---a-diferenca-de-concentracao-entre-dois-pontos,-medida-em-moles-por-metro-cubico-(mol/m³).
  • dx-(Mudanca-na-Posicao)---a-distancia-entre-os-dois-pontos-de-interesse,-medida-em-metros-(m).

Desmembrando-a-Formula

A-Primeira-Lei-de-Fick-essencialmente-afirma-que-o-fluxo-J-de-particulas-e-proporcional-ao-gradiente-negativo-da-concentracao-(dc/dx).-O-sinal-negativo-indica-que-a-difusao-ocorre-na-direcao-de-diminuicao-da-concentracao.

Exemplo-da-Vida-Real:-O-Aroma-de-Cafe-Recem-Coado

Imagine-que-voce-esta-fazendo-um-cafe.-A-medida-que-o-cafe-comeca-a-coar,-voce-comeca-a-sentir-o-seu-aroma-delicioso.-O-que-voce-esta-experimentando-e-a-difusao-em-acao!

  • A-concentracao-das-moleculas-de-aroma-de-cafe-e-maior-na-fonte-(sua-cafeteira).
  • O-ar-do-outro-lado-da-sala-tem-uma-concentracao-muito-menor-dessas-moleculas-de-aroma.
  • De-acordo-com-a-Primeira-Lei-de-Fick,-as-moleculas-de-aroma-vao-se-difundir-da-alta-concentracao-perto-da-cafeteira-para-as-areas-de-menor-concentracao-na-sala,-permitindo-que-voce-desfrute-daquele-cheiro-fresco-de-cafe.

Calculando-o-Fluxo-de-Difusao

Vamos-passar-por-um-exemplo-simples-de-calculo:

Suponha-que-temos-um-frasco-de-perfume-que-cria-uma-alta-concentracao-localizada-de-moleculas-de-aroma:

  • Coeficiente-de-Difusao-(D):-1.0-×-10-5-m²/s
  • Mudanca-na-Concentracao-(dc):-2-mol/m³
  • Mudanca-na-Posicao-(dx):-0.1-m

Aplicando-esses-valores-na-equacao:

J-=--D-*-(dc/dx)-=--(1.0-×-10⁻⁵)-*-(2/0.1)-=--0.0002-mol/m²·s

Isto-significa-que-o-fluxo-de-moleculas-de-aroma-movendo-se-atraves-de-uma-unidade-de-area-e-de-0.0002-moles-por-metro-quadrado-por-segundo.

Perguntas-Frequentes

  • P:-O-que-e-fluxo?
    R:-Fluxo-e-a-taxa-pela-qual-as-particulas-passam-por-uma-unidade-de-area,-refletindo-a-rapidez-com-que-a-difusao-ocorre-em-uma-direcao-especifica.
  • P:-Por-que-o-Coeficiente-de-Difusao-e-importante?
    R:-O-Coeficiente-de-Difusao-e-crucial-pois-determina-a-rapidez-com-que-as-particulas-se-difundem-atraves-de-um-meio.-Diferentes-substancias-tem-diferentes-coeficientes,-afetando-como-elas-se-difundem.
  • P:-A-Primeira-Lei-de-Fick-pode-ser-aplicada-a-todas-as-substancias?
    R:-A-Primeira-Lei-de-Fick-e-geralmente-aplicavel-para-a-maioria-dos-gases-e-liquidos,-mas-os-valores-especificos-de-parametros-como-o-Coeficiente-de-Difusao-variarao-com-base-na-substancia-e-meio-em-questao.

Resumo

A-Primeira-Lei-da-Difusao-de-Fick-fornece-uma-maneira-poderosa-de-entender-e-prever-o-comportamento-das-particulas-ao-se-espalharem-de-areas-de-alta-concentracao-para-areas-de-baixa-concentracao.-Do-cheiro-de-cafe-ao-movimento-de-poluentes-na-atmosfera,-este-principio ajuda a explicar inumeros fenomenos em nosso mundo. Ao dominar os conceitos e calculos envolvidos, voce pode obter um valioso entendimento sobre os mecanismos fundamentais da natureza.

Tags: Química, Física, Ciência