Hva er masseoverføring?

Masseoverføring viser til bevegelse av materie fra sted til sted, noe som resulterer i en netto endring i massens plassering. Begrepet brukes ofte i industriell eller teknisk sammenheng for å referere til prosesser som involverer diffusjon, men på noen tekniske eller vitenskapelige områder kan det også referere til andre fenomener. Masseoverføring skjer i en lang rekke fenomener, alt fra industrielle prosesser til jordas klima og vær til bevegelser av himmellegemer.

Masseoverføring gjennom diffusjon er et ekstremt vanlig fenomen i hverdagen. Alle molekyler i væsker og gasser er i kontinuerlig bevegelse, og dette fører til at konsentrasjoner av et stoff sprer seg ut til massene deres er jevnt spredt, en prosess som kalles molekylær diffusjon. Det er grunnen til at en dråpe matfarging i vann vil spre seg til den blandes jevnt med vannet og hvorfor naturgass fra en gasslekkasje eller karbonmonoksid fra en brann kan spre seg gjennom en bygning. Andre kjennetegn ved materie, som varme, trykk og momentum, defuseerer også på denne måten, og dette kan også forårsake bevegelse av masse.

Masseoverføring er viktig i industri og ingeniørfag. Separasjonsprosesser, som deler stoffer i separate produkter med forskjellige egenskaper, er basert på masseoverføring. Et bredt utvalg av separasjonsprosesser brukes i moderne industri og kan enten bruke rent mekaniske overføringsmidler eller innlemme kjemiske reaksjoner. Destillasjon og krystallisering er eksempler på førstnevnte, mens de kjemiske prosessene som brukes til å foredle råolje er eksempler på sistnevnte.

Det er også viktig i mange naturfenomener. Det er essensielt for livet, da diffusjon er en av de viktigste mekanismene som essensielle materialer beveges gjennom kroppen. Masseoverføring av partikler i atmosfæren, enten det er gjennom molekylær diffusjon eller på grunn av trykk- og temperaturgradienter, driver Jordens vær og klima.

Masseoverføring i astrofysikk refererer til overføring av masse fra en gjenstand, ofte en stjerne, til en annen gjenstand gjennom tyngdekraften. Hver stjernemasse skaper et område i rommet som materie er bundet til stjernen av dens tyngdekraft. Dette kalles en Roche-lobe, som omgir stjernen og varierer i størrelse i henhold til stjernens masse. Enhver sak fra stjernen som når utover dette området, kan potensielt bli trukket bort av tyngdekraften til en annen massiv gjenstand, for eksempel stjernens følgesvenn i et binært system, noe som resulterer i en masseoverføring. Dette er årsaken til en rekke astronomiske fenomener i binære stjernesystemer, for eksempel novene som oppstår når en hvit dvergstjerne samler seg masse fra sin følgesvennstjerne til å sette i gang kjernefusjon og røntgenutslipp produsert av røntgenbinar systemer, der en av komponentene er et svart hull eller nøytronstjerne som trekker masse bort fra den andre stjernen.