Le transfert de masse fait référence au mouvement de la matière d’un endroit à l’autre, entraînant un changement net de l’emplacement de la masse. Le terme est le plus souvent utilisé dans un contexte industriel ou d’ingénierie pour désigner des processus impliquant la diffusion, mais dans certains domaines techniques ou scientifiques, il peut également désigner d’autres phénomènes. Le transfert de masse a lieu dans un large éventail de phénomènes, allant des processus industriels au climat et aux conditions météorologiques de la Terre aux mouvements des corps célestes.
Le transfert de masse par diffusion est un phénomène extrêmement courant dans la vie quotidienne. Toutes les molécules dans les liquides et les gaz sont en mouvement continu, ce qui provoque l’étalement des concentrations d’une substance jusqu’à ce que leurs masses soient uniformément dispersées, un processus appelé diffusion moléculaire. C’est pourquoi, par exemple, une goutte de colorant alimentaire dans l’eau se répandra jusqu’à ce qu’elle se mélange uniformément à l’eau et pourquoi le gaz naturel provenant d’une fuite de gaz ou le monoxyde de carbone provenant d’un incendie peut se propager dans un bâtiment. D’autres caractéristiques de la matière, telles que la chaleur, la pression et la quantité de mouvement, se désamorcent également de cette manière, ce qui peut également provoquer le mouvement de la masse.
Le transfert de masse est important dans l’industrie et l’ingénierie. Les processus de séparation, qui divisent les substances en produits séparés ayant des caractéristiques différentes, sont basés sur le transfert de masse. Une grande variété de procédés de séparation est utilisée dans l’industrie moderne et peut utiliser des moyens de transfert purement mécaniques ou incorporer également des réactions chimiques. La distillation et la cristallisation sont des exemples de la première, tandis que les procédés chimiques utilisés pour raffiner le pétrole brut sont des exemples de la seconde.
Il est également important dans de nombreux phénomènes naturels. Il est essentiel à la vie, car la diffusion est l’un des principaux mécanismes par lesquels les matériaux essentiels sont déplacés à travers le corps. Le transfert de masse de particules dans l’atmosphère, que ce soit par diffusion moléculaire ou en raison de gradients de pression et de température, détermine le temps et le climat de la Terre.
Le transfert de masse en astrophysique fait référence au transfert de masse d’un objet, le plus souvent une étoile, à un autre objet par la force de gravité. La masse de chaque étoile crée une région de l’espace dans laquelle la matière est liée à l’étoile par sa gravité. C’est ce qu’on appelle un lobe de Roche, qui entoure l’étoile et dont la taille varie en fonction de la masse de l’étoile. Toute matière de l’étoile atteignant au-delà de cette zone peut potentiellement être entraînée par la gravité d’un autre objet massif, tel que le compagnon de l’étoile dans un système binaire, entraînant un transfert de masse. C’est la cause d’un certain nombre de phénomènes astronomiques dans les systèmes stellaires binaires, tels que les novae qui se produisent lorsqu’une étoile naine blanche accumule suffisamment de masse de son étoile compagne pour déclencher la fusion nucléaire et les émissions de rayons X produites par les rayons X binaires. systèmes, où l’un des composants est un trou noir ou une étoile à neutrons qui éloigne la masse de l’autre étoile.