14.16. Soluções da Segunda Lei de Fick (II)

Suponha que uma barra de metal puro A é unida por uma de suas extremidades a outra barra de metal puro B. As barras são consideradas como semi-infinitas, isto é, elas começam na união das barras mas, no sentido oposto à junção, elas são muito maiores do que a distância a que os átomos que se difundem conseguiriam chegar, mesmo para tempos experimentais muito grandes (dias). Em geral, as distâncias envolvidas em experimentos de difusão são da ordem de micrometros ou milímetros. A concentração inicial de B é ), que vai se difundir para o interior da barra rica em átomos A. Este sistema está representado na Figura 14.s, num gráfico de concentração C da espécie em difusão (soluto) em função da distância x. A origem do sistema está localizada entre as duas barras.
As seguintes condições de contorno ou hipóteses devem ser assumidas neste caso:
a- Para , teremos quando .

b- Para , teremos quando .

Para estas condições a solução da equação (14.7) é:

(14.30)

Observar que a função de erro (erf) assume os seguintes:
1- .
2- .

Figura 14.s – Variação da concentração de soluto C com a distância x, para um sistema composto por duas barras de metal puro semi-infinitas; uma das barras contém apenas o componente A e a outra apenas o componente B, unidas por suas extremidades.