Che cos'è il trasferimento di massa?
Il trasferimento di massa si riferisce al movimento della materia da un luogo all'altro, con conseguente cambiamento netto nella posizione della massa. Il termine è più comunemente usato in un contesto industriale o ingegneristico per riferirsi a processi che implicano diffusione, ma in alcune aree tecniche o scientifiche può anche riferirsi ad altri fenomeni. Il trasferimento di massa avviene in una vasta gamma di fenomeni, che vanno dai processi industriali al clima e al clima terrestri ai movimenti dei corpi celesti.
Il trasferimento di massa attraverso la diffusione è un fenomeno estremamente comune nella vita di tutti i giorni. Tutte le molecole di liquidi e gas sono in continuo movimento e questo fa sì che le concentrazioni di una sostanza si diffondano fino a quando le loro masse non sono uniformemente disperse, un processo chiamato diffusione molecolare. Ecco perché, ad esempio, una goccia di colorante alimentare nell'acqua si diffonderà fino a quando non si mescola uniformemente con l'acqua e perché il gas naturale proveniente da una fuga di gas o il monossido di carbonio proveniente da un incendio può diffondersi in un edificio. Anche altre caratteristiche della materia, come calore, pressione e quantità di moto, si disinnescano in questo modo e ciò può anche causare il movimento di massa.
Il trasferimento di massa è importante nell'industria e nell'ingegneria. I processi di separazione, che dividono le sostanze in prodotti separati con caratteristiche diverse, si basano sul trasferimento di massa. Un'ampia varietà di processi di separazione viene utilizzata nell'industria moderna e può utilizzare mezzi di trasferimento puramente meccanici o incorporare anche reazioni chimiche. La distillazione e la cristallizzazione sono esempi del primo, mentre i processi chimici utilizzati per raffinare il greggio sono esempi del secondo.
È anche importante in molti fenomeni naturali. È essenziale per la vita, poiché la diffusione è uno dei principali meccanismi attraverso i quali i materiali essenziali vengono spostati attraverso il corpo. Il trasferimento di massa di particelle nell'atmosfera, sia attraverso la diffusione molecolare sia a causa dei gradienti di pressione e temperatura, guida il clima e il clima della Terra.
Il trasferimento di massa in astrofisica si riferisce al trasferimento di massa da un oggetto, molto spesso una stella, a un altro oggetto attraverso la forza di gravità. La massa di ogni stella crea una regione di spazio all'interno della quale la materia è legata alla stella dalla sua gravità. Questo si chiama un lobo di Roche, che circonda la stella e varia di dimensioni in base alla massa della stella. Qualsiasi materia proveniente dalla stella che si estende oltre quest'area può essere potenzialmente allontanata dalla gravità di un altro oggetto enorme, come il compagno della stella in un sistema binario, con conseguente trasferimento di massa. Questa è la causa di numerosi fenomeni astronomici nei sistemi stellari binari, come le novae che si verificano quando una stella nana bianca accumula abbastanza massa dalla sua stella compagna per innescare la fusione nucleare e le emissioni di raggi X prodotte dai binari a raggi X sistemi, in cui uno dei componenti è un buco nero o una stella di neutroni che attira la massa dall'altra stella.