Différence entre transfert de masse et diffusion

Différence principale - transfert de masse vs diffusion

Transfert de masse et la diffusion sont deux termes importants utilisés pour expliquer la propagation ou l'agrégation de solutés dans un fluide. Le transfert de masse est un terme général et la diffusion est une forme de transfert de masse. Le transfert de masse est le transport de masse d'un endroit à un autre. La diffusion est la distribution uniforme des solutés dans tout le système. La principale différence entre le transfert de masse et la diffusion est que le transfert de masse peut ou non se produire sur un gradient de concentration alors que la diffusion se produit sur un gradient de concentration.

Zones clés couvertes

1. Qu'est-ce que le transfert de masse?
     - Définition, différents formulaires, applications
2. Quelle est la diffusion
     - Définition, explication, détermination du débit
3. Quelle est la différence entre le transfert de masse et la diffusion
     - Comparaison des différences clés

Mots-clés: absorption, concentration, diffusion, distillation, évaporation, transfert de masse, précipitation, sublimation

Qu'est-ce que le transfert de masse?

Le terme transfert de masse désigne le transport d'une masse d'un endroit à un autre. Il existe de nombreux processus chimiques différents dans lesquels des transferts de masse se produisent. Certains de ces processus sont énumérés ci-dessous.

• Absorption
• Évaporation
• Sublimation
• Séchage
• Précipitation
• Filtration membranaire
• Distillation, etc.

Dans la plupart des cas, le transfert de masse se produit parallèlement à une réaction chimique. Certains des processus impliquent des transitions de phase, c’est-à-dire que l’évaporation de l’eau correspond à la conversion de l’eau liquide en vapeur. Ici, l'eau dans le récipient est transférée dans l'air.

Figure 1: L’évaporation est un type de transfert de masse

Il existe certaines applications importantes du transfert de masse. Par exemple, dispersion de contaminants, séchage, humidification, ségrégation et dopage dans les matériaux, vaporisation et condensation de mélanges, tours de refroidissement, respiration, sudation, etc..

Quelle est la diffusion

Le mouvement d'un soluté ou d'un gaz d'une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration par l'air ou par l'eau est appelé diffusion. En d'autres termes, les molécules se déplacent à travers un gradient de concentration. Par conséquent, les facteurs qui affectent le gradient de concentration affecteront la diffusion.

Figure 2: La diffusion est la dispersion des solutés dans tout le système de manière uniforme

La diffusion se termine lorsque la concentration de tout le système (gaz ou liquide) est égale. Cela signifie que la diffusion se produit jusqu'à ce que tous les solutés se répartissent uniformément dans le système. Mais la diffusion peut être surveillée à l'aide de différentes membranes. Par exemple, les membranes imperméables ne permettent pas la diffusion. Les membranes semi-perméables permettent à certaines particules de soluté de passer à travers.

Le débit en diffusion est donné par l'équation suivante. Selon cette équation, la diffusion d'un soluté est proportionnelle au gradient de concentration.

J = -D (dc / dx)

J est la quantité d'une substance passant par une surface de référence d'une unité de surface par unité de temps, D est la constante de diffusion, c est la concentration de soluté et x est la direction (ou l'emplacement).

Différence entre transfert de masse et diffusion

Définition

Transfert de masse: Le transfert de masse fait référence au transport d'une masse d'un lieu à un autre.

La diffusion: La diffusion est le mouvement d'un soluté ou d'un gaz d'une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration via l'air ou l'eau.

Principe

Transfert de masse: Le transfert de masse peut se produire lors d’une transition de phase, d’une séparation ou à la suite d’une réaction chimique..

La diffusion: La diffusion provoque le transfert de masse d'une zone à forte concentration vers une zone à faible concentration.  

Le gradient de concentration

Transfert de masse: Le transfert de masse peut ou non se produire sur un gradient de concentration.

La diffusion: La diffusion se produit à travers un gradient de concentration.

Mouvement des solutés

Transfert de masse: Le transfert de masse peut impliquer le mouvement des solutés (ex: évaporation) ou arrêter le mouvement des solutés (ex: précipitations).

La diffusion: La diffusion implique toujours le mouvement des solutés.

Conclusion

Le transfert de masse est le mouvement de masse d'un endroit à un autre. La diffusion est une forme de transfert de masse. La principale différence entre le transfert de masse et la diffusion réside dans le fait que le transfert de masse peut ou non se produire sur un gradient de concentration, alors que la diffusion se produit sur un gradient.

Référence:

1. “Multiphysics Cyclopedia.” COMSOL, disponible ici.
2. «Diffusion». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 24 février 2016, disponible ici.
3. «Transfert de masse». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24 janvier 2018, disponible ici..

Courtoisie d'image:

1. «Blausen 0315 Diffusion» de Tristan Schmurr (CC BY 2.0) via Flickr
2. «Vaporisation» de Bruce Bllaus - Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia