Coeficiente de Difusión de Arrhenius

\[D=D_0e^{-\frac{E_a}{RT}}\]

Variables

Dcoeficiente de difusión (m²/s)

D0coeficiente de difusión preexponencial (m²/s)

Eaenergía de activación (J/mol)

Rconstante universal de los gases (J/(mol·K))

Ttemperatura absoluta (K)

Descripción

¿Qué calcula esta fórmula?

La ecuación del coeficiente de difusión de Arrhenius calcula cómo cambia el coeficiente de difusión con la temperatura debido a la activación térmica.

Cuándo se utiliza

Se utiliza en física química, ciencia de materiales, difusión en estado sólido y procesos de transporte térmicamente activados donde la difusión depende fuertemente de la temperatura.

Ejemplo

El carbono se difunde en acero con:

D0 = 2.3×10^-5 m²/s

Ea = 80000 J/mol

T = 1000 K

Usando:

R = 8.314 J/(mol·K)

Fórmula:

D = D0*e^(-Ea/(R*T))

Sustitución:

D = 2.3×10^-5 × e^(-(80000)/(8.314×1000))

Resultado:

D ≈ 1.52×10^-9 m²/s

El coeficiente de difusión a 1000 K es aproximadamente 1.52×10^-9 m²/s.

Aplicaciones

- Difusión en estado sólido

- Fabricación de semiconductores

- Tratamiento térmico de metales

- Estudios de migración atómica

- Ingeniería de materiales a alta temperatura