• Author / Uploaded
• ksteyon

• Categories
• Gases
• Moléculas
• Líquidos
• Calor
• Agua

Citation preview

APLICACIONES LEY DE FICK Como aplicaciones de la ley de Fick en una experiencia se demostraría que cuando abrimos un frasco de perfume o de cualquier otro líquido volátil, podemos olerlo rápidamente en un recinto cerrado. Decimos que las moléculas del líquido después de evaporarse se difunden por el aire, distribuyéndose en todo el espacio circundante. Lo mismo ocurre si colocamos un terrón de azúcar en un vaso de agua, las moléculas de sacarosa se difunden por todo el agua. Estos y otros ejemplos nos muestran que para que tenga lugar el fenómeno de la difusión, la distribución espacial de moléculas no debe ser homogénea, debe existir una diferencia, o gradiente de concentración entre dos puntos del medio. Tambien se aplica en el endurecimiento del acero por gas carburizante, la carburizacion; originalmente era un tratamiento dado a los aceros para aumentar la concentración de C en la superficie. Por extensión es cualquier proceso dado a un material para aumentar la concentración superficial de algún otro elemento aleante. Mientras que el proceso inverso es la descarburizacion. Una situación parecida a la carburizacion donde se tiene en la formación de un par difusivo. En este último caso se ponen en contacto dos metales distintos y se deja que proceda la difusión de manera que se forme en la zona de union una aleación, con una composición. Otra de las aplicaciones es en las torres de enfriamiento ya que se presenta de manera simultanea la transferencia de masa (difusión del agua dentro del aire) y la transferencia de calor ( calor de vaporización y calor sensible). La mezcla entre el agua y el aire provoca la difusión de la primera en el aire (prmovida por una diferencia de concentraciones), debido a lo cual , el agua cambia de estado liquido a vapor, por lo que necesita el correspondiente calor de vaporización. El agua no evaporada, debido a que pierde dicho calor de vaporización, sufre una disminución en su temperatura.

Para esta primera ley de fick se tiene restricciones ya que solo se aplica para sistemas en los cuales A se difunde en B, y A es una sustancia pura. Además s refiere solamente a la transferencia unidireccional de A a través de B y es valida cuando la concentración total en el sistema es constante. También esta ley está restringida para condiciones isotérmicas e isobaricas. En el mecanismo real de transporte difiere en gran medida entre gases, líquidos y sólidos, debido a las diferencias sustanciales en la estructura molecular de estos 3 estados físicos. Gases: los gases contienen relativamente pocas moléculas por unidad de volumen. Cada molécula tiene pocas vecinas o cercanas con las cuales pueda interactuar y las fuerzas moleculares son relativamente débiles; las moléculas de un gas tienen la libertad de moverse a distancias considerables antes de tener colisiones con otras moléculas. El comportamiento ideal de los gases es explicado por la teoría cinética de los gases. Líquidos: los líquidos contienen una concentración de moléculas mayor por unidad de volumen, de manera que cada molécula tiene varias vecinas con las cuales puede interactuar y las fuerzas intermoleculares son mayores. Como resultado, el movimiento molecular se restringe más en un líquido. La migración de moléculas desde una región hacia otra ocurre pero a una velocidad menor que en el caso de los gases. Las moléculas de un líquido vibran de un lado a otro, sufriendo con frecuencia colisiones con las moléculas vecinas. Sólidos: En los sólidos , las moléculas se encuentran más unidas que en los líquidos; el

movimiento molecular tiene mayores restricciones. En muchos sólidos, las fuerzas intermoleculares son suficientemente grandes para mantener a las moléculas en una distribución fija que se conoce como red cristalina. En la difusión de líquidos, una de las diferencias mas notorias con la difusión en gases es que las difusividades suelen ser bastante dependientes de la concentración de los componentes que se difunden.