Difusão de estado não estacionário Calculadora

✖A concentração inicial é a abundância de um constituinte dividida pelo volume total de uma mistura antes da difusão ou reação.ⓘ Concentração inicial [C₀]			+10% -10%
✖A concentração de superfície representa a concentração de espécies em difusão na superfície.ⓘ Concentração de superfície [C_s]			+10% -10%
✖Distância (comprimento) através da qual a difusão está ocorrendo.ⓘ Distância [d]			+10% -10%
✖O coeficiente de difusão é o fator de proporcionalidade D na lei de Fick.ⓘ Coeficiente de difusão [D]			+10% -10%
✖O tempo de difusão representa o tempo total em que a difusão ocorreu.ⓘ Tempo de Difusão [t]			+10% -10%

✖A concentração na distância x representa a concentração das espécies em difusão a uma distância x da superfície.ⓘ Difusão de estado não estacionário [C_x]

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Fórmula

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Difusão de estado não estacionário

Fórmula

`"C"_{"x"} = "C"_{"0"}+("C"_{"s"}-"C"_{"0"})*(1-erf("d"/(2*sqrt("D"*"t"))))`

Exemplo

`"0.701888"="0.3mol/L"+("0.7"-"0.3mol/L")*(1-erf("0.01m"/(2*sqrt("800m²/s"*"1000s"))))`

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Difusão de estado não estacionário Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Concentração a x Distância = Concentração inicial+(Concentração de superfície-Concentração inicial)*(1-erf(Distância/(2*sqrt(Coeficiente de difusão*Tempo de Difusão))))
C_x = C₀+(C_s-C₀)*(1-erf(d/(2*sqrt(D*t))))
Esta fórmula usa 2 Funções, 6 Variáveis

Funções usadas

sqrt - Uma função de raiz quadrada é uma função que recebe um número não negativo como entrada e retorna a raiz quadrada do número de entrada fornecido., sqrt(Number)
erf - A função de erro de Gauss, denotada por erf, é uma função sigmóide que ocorre em estatística, probabilidade e equações diferenciais parciais., erf(Number)

Variáveis Usadas

Concentração a x Distância - A concentração na distância x representa a concentração das espécies em difusão a uma distância x da superfície.
Concentração inicial - (Medido em Mol por metro cúbico) - A concentração inicial é a abundância de um constituinte dividida pelo volume total de uma mistura antes da difusão ou reação.
Concentração de superfície - A concentração de superfície representa a concentração de espécies em difusão na superfície.
Distância - (Medido em Metro) - Distância (comprimento) através da qual a difusão está ocorrendo.
Coeficiente de difusão - (Medido em Metro quadrado por segundo) - O coeficiente de difusão é o fator de proporcionalidade D na lei de Fick.
Tempo de Difusão - (Medido em Segundo) - O tempo de difusão representa o tempo total em que a difusão ocorreu.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Concentração inicial: 0.3 mole/litro --> 300 Mol por metro cúbico (Verifique a conversão aqui)
Concentração de superfície: 0.7 --> Nenhuma conversão necessária
Distância: 0.01 Metro --> 0.01 Metro Nenhuma conversão necessária
Coeficiente de difusão: 800 Metro quadrado por segundo --> 800 Metro quadrado por segundo Nenhuma conversão necessária
Tempo de Difusão: 1000 Segundo --> 1000 Segundo Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

C_x = C₀+(C_s-C₀)*(1-erf(d/(2*sqrt(D*t)))) --> 300+(0.7-300)*(1-erf(0.01/(2*sqrt(800*1000))))

Avaliando ... ...

C_x = 0.701887933909575

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

0.701887933909575 --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

0.701887933909575 ≈ 0.701888 <-- Concentração a x Distância

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Equipe Softusvista

Escritório Softusvista (Pune), Índia

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Verificado por Himanshi Sharma

Instituto de Tecnologia Bhilai (MORDEU), Raipur

Himanshi Sharma verificou esta calculadora e mais 800+ calculadoras!

< 9 Composição e Difusão Calculadoras

Por cento do átomo

Vai Porcentagem atômica do primeiro elemento = 100*Porcentagem de Massa do Primeiro Elemento*Massa atômica do segundo elemento/(Porcentagem de Massa do Primeiro Elemento*Massa atômica do segundo elemento+(100-Porcentagem de Massa do Primeiro Elemento)*Massa atômica do primeiro elemento)

Porcentagem de átomo para porcentagem de massa

Vai Porcentagem de Massa do Primeiro Elemento = Porcentagem atômica do primeiro elemento*Massa atômica do primeiro elemento*100/(Porcentagem atômica do primeiro elemento*Massa atômica do primeiro elemento+(100-Porcentagem atômica do primeiro elemento)*Massa atômica do segundo elemento)

Porcentagem de volume para porcentagem de massa

Vai Porcentagem de massa da primeira fase = Porcentagem de volume da primeira fase*Densidade da primeira fase*100/(Porcentagem de volume da primeira fase*Densidade da primeira fase+(100-Porcentagem de volume da primeira fase)*Densidade da segunda fase)

Porcentagem de massa para porcentagem de volume

Vai Porcentagem de volume da primeira fase = Porcentagem de massa da primeira fase*Densidade da segunda fase*100/(Porcentagem de massa da primeira fase*Densidade da segunda fase+(100-Porcentagem de massa da primeira fase)*Densidade da primeira fase)

Difusão de estado não estacionário

Vai Concentração a x Distância = Concentração inicial+(Concentração de superfície-Concentração inicial)*(1-erf(Distância/(2*sqrt(Coeficiente de difusão*Tempo de Difusão))))

Entropia de mistura

Vai Entropia de mistura = 8.314*(Fração molar do elemento A*ln(Fração molar do elemento A)+(1-Fração molar do elemento A)*ln(1-Fração molar do elemento A))

Concentração de Vacância de Equilíbrio

Vai Numero de Vagas = Número de sítios atômicos*exp(-Energia de ativação para formação de vagas/([BoltZ]*Temperatura))

Coeficiente de difusão dependente da temperatura

Vai Coeficiente de difusão = Fator pré-exponencial*e^(-Energia de ativação para difusão/(Constante de gás universal*Temperatura))

Fluxo de Difusão

Vai Fluxo de difusão = Coeficiente de difusão*(Diferença de concentração/Distância)

Difusão de estado não estacionário Fórmula

Suposições usadas para resolver a equação de difusão

Esta solução é para um sólido semi-infinito no qual a concentração de superfície é mantida constante. Freqüentemente, a fonte das espécies difusoras é uma fase gasosa, cuja pressão parcial é mantida em um valor constante. Além disso, as seguintes suposições são feitas: 1. Antes da difusão, há uma concentração inicial uniforme 2. O valor de x na superfície é zero e aumenta com a distância para o sólido. 3. O tempo é considerado zero no instante anterior ao início do processo de difusão.

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