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Calculadora Difusión en estado no estacionario

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Diagramas de fase y transformaciones de fase Cerámica y composites Comportamiento y pruebas mecánicas

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Composición y Difusión Cinética de la transformación de fase Red cristalina

✖La concentración inicial es la abundancia de un constituyente dividida por el volumen total de una mezcla antes de la difusión o reacción.ⓘ Concentración inicial [C₀]			+10% -10%
✖La concentración superficial representa la concentración de especies en difusión en la superficie.ⓘ Concentración superficial [C_s]			+10% -10%
✖Distancia (longitud) a través de la cual tiene lugar la difusión.ⓘ Distancia [d]			+10% -10%
✖El coeficiente de difusión es el factor de proporcionalidad D en la ley de Fick.ⓘ Coeficiente de difusión [D]			+10% -10%
✖Diffusion Time representa el tiempo total en el que se ha producido la difusión.ⓘ Tiempo de difusión [t]			+10% -10%

✖La concentración a x Distancia representa la concentración de las especies que se difunden a una distancia x de la superficie.ⓘ Difusión en estado no estacionario [C_x]

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Difusión en estado no estacionario Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Concentración a x Distancia = Concentración inicial+(Concentración superficial-Concentración inicial)*(1-erf(Distancia/(2*sqrt(Coeficiente de difusión*Tiempo de difusión))))
C_x = C₀+(C_s-C₀)*(1-erf(d/(2*sqrt(D*t))))
Esta fórmula usa 2 Funciones, 6 Variables

Funciones utilizadas

sqrt - Una función de raíz cuadrada es una función que toma un número no negativo como entrada y devuelve la raíz cuadrada del número de entrada dado., sqrt(Number)
erf - La función de error de Gauss, denotada por erf, es una función sigmoidea que aparece en estadística, probabilidad y ecuaciones diferenciales parciales., erf(Number)

Variables utilizadas

Concentración a x Distancia - La concentración a x Distancia representa la concentración de las especies que se difunden a una distancia x de la superficie.
Concentración inicial - (Medido en Mol por metro cúbico) - La concentración inicial es la abundancia de un constituyente dividida por el volumen total de una mezcla antes de la difusión o reacción.
Concentración superficial - La concentración superficial representa la concentración de especies en difusión en la superficie.
Distancia - (Medido en Metro) - Distancia (longitud) a través de la cual tiene lugar la difusión.
Coeficiente de difusión - (Medido en Metro cuadrado por segundo) - El coeficiente de difusión es el factor de proporcionalidad D en la ley de Fick.
Tiempo de difusión - (Medido en Segundo) - Diffusion Time representa el tiempo total en el que se ha producido la difusión.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Concentración inicial: 0.3 mol/litro --> 300 Mol por metro cúbico (Verifique la conversión aquí)
Concentración superficial: 0.7 --> No se requiere conversión
Distancia: 0.01 Metro --> 0.01 Metro No se requiere conversión
Coeficiente de difusión: 800 Metro cuadrado por segundo --> 800 Metro cuadrado por segundo No se requiere conversión
Tiempo de difusión: 1000 Segundo --> 1000 Segundo No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una 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))))

Evaluar ... ...

C_x = 0.701887933909575

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

0.701887933909575 --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

0.701887933909575 ≈ 0.701888 <-- Concentración a x Distancia

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Equipo Softusvista

Oficina Softusvista (Pune), India

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Verificada por Himanshi Sharma

Instituto de Tecnología Bhilai (POCO), Raipur

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Porcentaje de átomo a porcentaje de masa

LaTeX Vamos Porcentaje de masa del primer elemento = Porcentaje atómico del primer elemento*Masa atómica del primer elemento*100/(Porcentaje atómico del primer elemento*Masa atómica del primer elemento+(100-Porcentaje atómico del primer elemento)*Masa atómica del segundo elemento)

Porcentaje de masa a porcentaje de volumen

LaTeX Vamos Porcentaje de volumen de la primera fase = Porcentaje de masa de la primera fase*Densidad de la segunda fase*100/(Porcentaje de masa de la primera fase*Densidad de la segunda fase+(100-Porcentaje de masa de la primera fase)*Densidad de la primera fase)

Entropía de mezcla

LaTeX Vamos Entropía de mezcla = 8.314*(Fracción molar del elemento A*ln(Fracción molar del elemento A)+(1-Fracción molar del elemento A)*ln(1-Fracción molar del elemento A))

Flujo de difusión

LaTeX Vamos Flujo de difusión = Coeficiente de difusión*(Diferencia de concentración/Distancia)

Difusión en estado no estacionario Fórmula

LaTeX Vamos

Supuestos utilizados para resolver la ecuación de difusión

Esta solución es para un sólido semi-infinito en el que la concentración superficial se mantiene constante. Con frecuencia, la fuente de la especie en difusión es una fase gaseosa, cuya presión parcial se mantiene a un valor constante. Además, se hacen las siguientes suposiciones: 1. Antes de la difusión, hay una concentración inicial uniforme. 2. El valor de x en la superficie es cero y aumenta con la distancia al interior del sólido. 3. Se considera que el tiempo es cero en el instante anterior al inicio del proceso de difusión.

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