Wat is massaoverdracht?
Massa-overdracht verwijst naar de beweging van materie van plaats naar plaats, resulterend in een netto verandering in de locatie van de massa. De term wordt meestal gebruikt in een industriële of technische context om te verwijzen naar processen met diffusie, maar op sommige technische of wetenschappelijke gebieden kan het ook verwijzen naar andere fenomenen. Massa-overdracht vindt plaats in een breed scala van fenomenen, variërend van industriële processen tot het klimaat en het weer op aarde tot de bewegingen van hemellichamen.
Massaoverdracht door diffusie is een zeer veel voorkomend verschijnsel in het dagelijks leven. Alle moleculen in vloeistoffen en gassen zijn in continue beweging, en dit zorgt ervoor dat concentraties van een stof zich verspreiden totdat hun massa gelijkmatig is verspreid, een proces dat moleculaire diffusie wordt genoemd. Dit is de reden waarom bijvoorbeeld een druppel kleurstof in water zich verspreidt totdat het zich gelijkmatig met het water mengt en waarom aardgas uit een gaslek of koolmonoxide uit een brand zich door een gebouw kan verspreiden. Andere eigenschappen van materie, zoals hitte, druk en momentum, worden op deze manier ook onschadelijk gemaakt, en dit kan ook de beweging van massa veroorzaken.
Massaoverdracht is belangrijk in de industrie en engineering. Scheidingsprocessen, die stoffen verdelen in afzonderlijke producten met verschillende kenmerken, zijn gebaseerd op massaoverdracht. Een breed scala aan scheidingsprocessen wordt in de moderne industrie gebruikt en kan ofwel puur mechanische overdrachtsmiddelen gebruiken of ook chemische reacties opnemen. Destillatie en kristallisatie zijn voorbeelden van de eerste, terwijl de chemische processen die worden gebruikt om ruwe olie te raffineren voorbeelden van de laatste zijn.
Het is ook belangrijk in veel natuurlijke fenomenen. Het is essentieel voor het leven, omdat diffusie een van de belangrijkste mechanismen is waardoor essentiële materialen door het lichaam worden verplaatst. Massa-overdracht van deeltjes in de atmosfeer, hetzij door moleculaire diffusie of vanwege druk- en temperatuurgradiënten, drijft het weer en klimaat van de aarde aan.
Massaoverdracht in astrofysica verwijst naar de overdracht van massa van het ene object, meestal een ster, naar een ander object door de zwaartekracht. De massa van elke ster creëert een ruimtegebied waar materie door de zwaartekracht aan de ster wordt gebonden. Dit wordt een Roche-lob genoemd, die de ster omringt en varieert in grootte volgens de massa van de ster. Elke kwestie van de ster die buiten dit gebied reikt, kan mogelijk worden weggetrokken door de zwaartekracht van een ander massief object, zoals de metgezel van de ster in een binair systeem, wat resulteert in een massaoverdracht. Dit is de oorzaak van een aantal astronomische fenomenen in dubbelstersystemen, zoals de nova die zich voordoen wanneer een witte dwergster voldoende massa ophoopt uit zijn begeleidende ster om kernfusie en de röntgenemissies van x-ray binair te veroorzaken systemen, waarbij een van de componenten een zwart gat of een neutronenster is die massa wegtrekt van de andere ster.