Διαφορά μεταξύ μεταφοράς μάζας και διάχυσης

Κύρια διαφορά – Μεταφορά μάζας έναντι διάχυσης

Μεταφορά μάζας και διάχυση και είναι δύο σημαντικοί όροι που χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν την εξάπλωση ή τη συσσώρευση διαλυμένων ουσιών σε ένα ρευστό. Η μεταφορά μάζας είναι ένας γενικός όρος και η διάχυση είναι μια μορφή μεταφοράς μάζας. Η μαζική μεταφορά είναι η μεταφορά μάζας από το ένα μέρος στο άλλο. Διάχυση είναι η ομοιόμορφη κατανομή των διαλυμένων ουσιών σε όλο το σύστημα. Η κύρια διαφορά μεταξύ μεταφοράς μάζας και διάχυσης είναι ότι η μεταφορά μάζας μπορεί ή δεν μπορεί να συμβεί σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης ενώ η διάχυση λαμβάνει χώρα σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Μαζική Μεταφορά
     – Ορισμός, διαφορετικές φόρμες, εφαρμογές
2. Τι είναι η Διάχυση
     – Ορισμός, Επεξήγηση, Προσδιορισμός του Ρυθμού ροής
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μεταφοράς μάζας και διάχυσης
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:απορρόφηση, συγκέντρωση, διάχυση, απόσταξη, εξάτμιση, μεταφορά μάζας, καθίζηση, εξάχνωση

Τι είναι η μαζική μεταφορά

Ο όρος μεταφορά μάζας αναφέρεται στη μεταφορά μιας μάζας από το ένα μέρος στο άλλο. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές χημικές διεργασίες στις οποίες πραγματοποιούνται μεταφορές μάζας. Μερικές από αυτές τις διαδικασίες παρατίθενται παρακάτω.

• Απορρόφηση
• Εξάτμιση
• Εξάχνωση
• Ξήρανση
• Κατοχετεύσεις
• Διήθηση μεμβράνης
• Απόσταξη, κ.λπ.

Στις περισσότερες από αυτές τις περιπτώσεις, η μεταφορά μάζας λαμβάνει χώρα μαζί με μια χημική αντίδραση. Μερικές από τις διαδικασίες περιλαμβάνουν μεταβάσεις φάσης, δηλαδή, η εξάτμιση του νερού είναι η μετατροπή του υγρού νερού σε ατμό. Εδώ το νερό στο δοχείο μεταφέρεται στον αέρα.

Εικόνα 1:Η εξάτμιση είναι ένας τύπος μεταφοράς μάζας

Υπάρχουν ορισμένες σημαντικές εφαρμογές μαζικής μεταφοράς. Για παράδειγμα, διασπορά ρύπων, ξήρανση, ύγρανση, διαχωρισμοί και ντόπινγκ σε υλικά, εξάτμιση και συμπύκνωση μειγμάτων, πύργοι ψύξης, αναπνοή, εφίδρωση κ.λπ.

Τι είναι η Διάχυση

Η κίνηση μιας διαλυμένης ουσίας ή ενός αερίου από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης μέσω του αέρα ή του νερού είναι γνωστή ως διάχυση. Με άλλα λόγια, τα μόρια κινούνται μέσω μιας βαθμίδας συγκέντρωσης. Επομένως, οι παράγοντες που επηρεάζουν τη βαθμίδα συγκέντρωσης θα επηρεάσουν τη διάχυση.

Εικόνα 2:Η διάχυση είναι η ομοιόμορφη εξάπλωση των διαλυμένων ουσιών σε όλο το σύστημα

Η διάχυση τερματίζεται όταν η συγκέντρωση ολόκληρου του συστήματος (αερίου ή υγρού) είναι ίση. Αυτό σημαίνει ότι η διάχυση λαμβάνει χώρα έως ότου όλες οι διαλυμένες ουσίες κατανεμηθούν ομοιόμορφα σε όλο το σύστημα. Αλλά η διάχυση μπορεί να παρακολουθηθεί χρησιμοποιώντας διαφορετικές μεμβράνες. Για παράδειγμα, οι αδιαπέραστες μεμβράνες δεν επιτρέπουν τη διάχυση. Οι ημιπερατές μεμβράνες επιτρέπουν τη διέλευση ορισμένων σωματιδίων διαλυμένης ουσίας.

Ο ρυθμός ροής στη διάχυση δίνεται από την ακόλουθη εξίσωση. Σύμφωνα με αυτήν την εξίσωση, η διάχυση μιας διαλυμένης ουσίας είναι ανάλογη με τη βαθμίδα συγκέντρωσης.

J =-D (dc/dx)

J είναι η ποσότητα μιας ουσίας που διέρχεται από μια επιφάνεια αναφοράς μοναδιαίας επιφάνειας ανά μονάδα χρόνου, D είναι η σταθερά διάχυσης, c είναι η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας και x είναι η κατεύθυνση ( ή τοποθεσία).

Διαφορά μεταξύ μεταφοράς μάζας και διάχυσης

Ορισμός

Μαζική μεταφορά: Η μεταφορά μάζας αναφέρεται στη μεταφορά μιας μάζας από το ένα μέρος στο άλλο.

Διάχυση: Η διάχυση είναι η μετακίνηση μιας διαλυμένης ουσίας ή ενός αερίου από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης μέσω αέρα ή νερού.

Αρχή

Μαζική μεταφορά: Η μεταφορά μάζας μπορεί να συμβεί ως μετάβαση φάσης, διαχωρισμός ή ως αποτέλεσμα χημικής αντίδρασης.

Διάχυση: Η διάχυση προκαλεί τη μεταφορά της μάζας από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης.

Κλίση συγκέντρωσης

Μαζική μεταφορά: Η μεταφορά μάζας μπορεί να συμβεί ή να μην συμβεί σε μια κλίση συγκέντρωσης.

Διάχυση: Η διάχυση συμβαίνει σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης.

Κίνηση Διαλυμάτων

Μαζική μεταφορά: Η μεταφορά μάζας μπορεί να περιλαμβάνει την κίνηση των διαλυμένων ουσιών (π.χ.:στην εξάτμιση) ή να σταματήσει τη μετακίνηση των διαλυμένων ουσιών (π.χ.:καθίζηση).

Διάχυση: Η διάχυση περιλαμβάνει πάντα την κίνηση των διαλυμένων ουσιών.

Συμπέρασμα

Μεταφορά μάζας είναι η μετακίνηση της μάζας από το ένα μέρος στο άλλο. Η διάχυση είναι μια μορφή μεταφοράς μάζας. Η κύρια διαφορά μεταξύ μεταφοράς μάζας και διάχυσης είναι ότι η μεταφορά μάζας μπορεί να συμβεί ή να μην συμβεί σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης, ενώ η διάχυση συμβαίνει σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης.

Αναφορά:

1. «Πολυφυσική Κυκλοπαίδεια». COMSOL, Διαθέσιμο εδώ.
2. "Διάχυση." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 24 Φεβρουαρίου 2016, Διαθέσιμο εδώ.
3. "Μαζική μεταφορά." Wikipedia, Ίδρυμα Wikimedia, 24 Ιανουαρίου 2018, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. “Blausen 0315 Diffusion” του Tristan Schmurr (CC BY 2.0) μέσω Flickr
2. “Vaporization” By BruceBlaus – Δικό έργο (CC BY 3.0) μέσω Commons Wikimedia