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 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 ambien se aplica aplica en el endure endurecim cimien iento to del acero acero por gas carbu carburiz rizant ante, e, la carbur carburiza izacio cion; n; 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 supe superf rfic icia iall de algú algún n otro otro elem elemen ento to alea aleant nte. e. Mien Mientr tras as que que el proc proces eso o inve invers rso o es la descarburizacion. Una situación parecida a la carburizacion donde se tiene en la formación de un par difusivo. En este último caso caso se ponen en contacto dos metales distintos distintos y se deja que proceda 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 evapor evaporada ada,, debido debido a que pierde pierde dicho dicho calor calor de vapori vaporizac zación ión,, sufre sufre una dismin disminuci ución ón en su temperatura.
Para esta primera primera ley de fick se tiene restricci restricciones ones ya que solo se aplica aplica para sistemas 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 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 relati relativam vament entee débile débiles; s; las molécu moléculas las de un gas tienen tienen la libert libertad ad de movers moversee a distan distancia ciass 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. Sólido Sólidos: s: En los sólidos sólidos , las molécul moléculas as se encuen encuentra tran n más unida unidass que en los los líquid líquidos; os; 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.
