Primeira e segunda lei de fick

Introdução
A difusão está associada ao transporte de massa que ocorre em sistema quando existe um gradiente de concentração química.
Administrada por diferentes mecanismos e declarando-se com magnitudes distintas, a difusão ocorre no interior dos sólidos, líquidos e gases. Uma gota de tinta diluída na água é um exemplo de difusão no líquido. O odor de um perfume que se espalha pelo ar é um exemplo de difusão no gás.
Neste trabalho, estudaremos a difusão no interior dos sólidos. Sua importância é grande para a fabricação de componentes ou estruturas de Engenharia, apesar de sua presença no nosso cotidiano não ser rotineira.
Nos sólidos a difusão ocorre por movimentação atômica (metais), cátion e ânions (cerâmicas) e de macromoléculas (polímeros).
Mecanismos de Difusão
Auto difusão: átomos do próprio sólido se movem de uma posição para outra da estrutura cristalina. Interdifusão: átomos migram para regiões de menor concentração. Difusão por lacunas: um átomo deixa sua posição na rede para preencher uma lacuna próxima. Difusão intersticial: átomos movem de uma posição intersticial para outra.

Energia de ativação
Para que a difusão ocorra, é necessário fornecer-se energia para forçar o átomo a se mover e atingir sua nova posição.

Taxa de Difusão: Fluxo
A difusão pode ser avaliada pelo número de átomos que atravessam um plano de área unitária por unidade de tempo, o FLUXO de partículas.

Primeira Lei de Fick
Considere um corpo C, delimitado por uma superfície S, que é uma mistura binária, constituída por um solvente e um soluto. Seja DV o volume de uma porção elementar da mistura que contém o ponto P; seja DM a massa do soluto contido no volume DV. A concentração do soluto em P é: O solvente está macroscopicamente em repouso e seja v a velocidade local, no ponto p, do soluto. Chama-as densidade de corrente no ponto p e c ao vetor:

A densidade de fluxo do soluto no ponto p e na direção n é dada por:

A lei