Główna różnica – transfer masy a dyfuzja

Transfer masy i dyfuzja to dwa ważne terminy używane do wyjaśnienia rozprzestrzeniania się lub agregacji substancji rozpuszczonych w płynie. Transfer masy jest pojęciem ogólnym, a dyfuzja jest formą transferu masy. Transfer masy to transport masy z jednego miejsca do drugiego. Dyfuzja to równomierne rozprowadzenie substancji rozpuszczonych w całym systemie. Główna różnica między przenoszeniem masy a dyfuzją polega na tym, że transfer masy może, ale nie musi zachodzić w poprzek gradientu stężenia, podczas gdy dyfuzja zachodzi w poprzek gradientu stężenia.

Kluczowe obszary objęte

1. Co to jest transfer masowy? – Definicja, różne formy, zastosowania 2. Co to jest dyfuzja? – Definicja, wyjaśnienie, określenie natężenia przepływu 3. Jaka jest różnica między transferem masy a dyfuzją? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe terminy: absorpcja, koncentracja, dyfuzja, destylacja, odparowanie, transfer masy, strącanie, sublimacja

Co to jest transfer masowy

Termin transfer masy odnosi się do transportu masy z jednego miejsca do drugiego. Istnieje wiele różnych procesów chemicznych, w których zachodzi transfer masy. Niektóre z tych procesów wymieniono poniżej.

W większości tych przypadków przenoszenie masy następuje wraz z reakcją chemiczną. Niektóre procesy obejmują przejścia fazowe, tj. parowanie wody jest konwersją ciekłej wody w parę. Tutaj woda w pojemniku jest przenoszona do powietrza.

Rysunek 1: Parowanie jest rodzajem transferu masy

Istnieje kilka ważnych zastosowań transferu masy. Na przykład dyspersja zanieczyszczeń, suszenie, nawilżanie, segregacja i domieszkowanie materiałów, parowanie i kondensacja mieszanin, chłodnie kominowe, oddychanie, pocenie się itp.

Co to jest dyfuzja

Przemieszczanie się substancji rozpuszczonej lub gazu z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu przez powietrze lub wodę nazywa się dyfuzją. Innymi słowy, cząsteczki poruszają się w gradiencie stężeń. Dlatego czynniki wpływające na gradient stężenia będą wpływać na dyfuzję.

Rysunek 2: Dyfuzja to równomierne rozprzestrzenianie się substancji rozpuszczonych w całym systemie

Dyfuzja kończy się, gdy stężenie całego systemu (gazu lub cieczy) jest równe. Oznacza to, że dyfuzja zachodzi do momentu równomiernego rozprowadzenia wszystkich substancji rozpuszczonych w całym systemie. Ale dyfuzję można monitorować za pomocą różnych membran. Na przykład nieprzepuszczalne membrany nie pozwalają na dyfuzję. Membrany półprzepuszczalne przepuszczają określone cząstki substancji rozpuszczonej.

Szybkość przepływu w dyfuzji jest określona następującym równaniem. Zgodnie z tym równaniem dyfuzja substancji rozpuszczonej jest proporcjonalna do gradientu stężenia.

J = -D (dc/dx)

J to ilość substancji przechodzącej przez powierzchnię odniesienia o jednostkowej powierzchni w jednostce czasu, D to stała dyfuzji, c to stężenie substancji rozpuszczonej, a x to kierunek (lub lokalizacja).

Różnica między transferem masy a dyfuzją

Definicja

Transfer masowy: Transfer masy odnosi się do transportu masy z jednego miejsca do drugiego.

Dyfuzja: Dyfuzja to ruch substancji rozpuszczonej lub gazu z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu przez powietrze lub wodę.

Zasada

Transfer masowy: Przenoszenie masy może nastąpić jako przemiana fazowa, separacja lub w wyniku reakcji chemicznej.

Dyfuzja: Dyfuzja powoduje przeniesienie masy z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu.

Gradient stężenia

Transfer masowy: Transfer masy może, ale nie musi zachodzić w gradiencie stężeń.

Dyfuzja: Dyfuzja zachodzi w gradiencie stężeń.

Ruch Solutów

Transfer masowy: Transfer masy może obejmować ruch substancji rozpuszczonych (np. podczas parowania) lub zatrzymać ruch substancji rozpuszczonych (np.: opady).

Dyfuzja: Dyfuzja zawsze obejmuje ruch substancji rozpuszczonych.

Wniosek

Transfer masy to ruch masy z jednego miejsca do drugiego. Dyfuzja jest formą transferu masy. Główna różnica między transferem masy a dyfuzją polega na tym, że transfer masy może zachodzić lub nie w gradiencie stężeń, podczas gdy dyfuzja zachodzi w gradiencie stężeń.

Referencja:

1. „Cyklopedia multifizyczna”. COMSOL, dostępne tutaj.2. "Dyfuzja." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 24 lutego 2016 r., Dostępne tutaj.3. „Przelew masowy”. Wikipedia, Fundacja Wikimedia, 24 stycznia 2018 r., Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Blausen 0315 Diffusion” Tristana Schmurra (CC BY 2.0) przez Flickr 2. „Waporyzacja” BruceBlaus - Praca własna (CC BY 3.0) przez Commons Wikimedia