Pemindahan jisim

Jangan terkeliru dengan Pemindahan berat.

Pemindahan jisim (Jawi: ‏ڤميندهن جيسيم‎‎) ialah pergerakan bersih jisim dari satu lokasi (biasanya merujuk kepada aliran, fasa, pecahan, atau komponen) ke lokasi lain. Pemindahan jisim berlaku dalam banyak proses seperti penyerapan, penyejatan, pengeringan, pemendakan, penapisan membran dan penyulingan. Pemindahan jisim digunakan oleh pelbagai disiplin saintifik bagi proses dan mekanisme yang berbeza. Istilah ini lazim digunakan dalam kejuruteraan untuk proses fizikal yang melibatkan pengangkutan resapan dan perolakan bagi spesies kimia dalam sistem fizikal.

Beberapa contoh umum proses pemindahan jisim ialah penyejatan air dari kolam ke atmosfera, penulenan darah dalam buah pinggang dan hati, serta penyulingan alkohol. Dalam proses industri, operasi pemindahan jisim termasuk pemisahan komponen kimia dalam lajur penyulingan, penyerap seperti penggahar, penjerap seperti lapisan karbon teraktif, serta pengekstrakan cecair-cecair. Pemindahan jisim sering digabungkan dengan proses tambahan pengangkutan, contohnya dalam menara penyejuk industri. Menara ini menggabungkan pemindahan haba dengan pemindahan jisim dengan membenarkan air panas mengalir bersentuhan dengan udara. Air disejukkan dengan menyingkirkan sebahagian kandungannya dalam bentuk wap air.

Astrofizik

Dalam astrofizik, pemindahan jisim ialah proses apabila jirim yang terikat secara graviti kepada suatu jasad, biasanya bintang, memenuhi lobus Roche dan menjadi terikat secara graviti kepada jasad kedua, biasanya objek mampat (bintang kerdil putih, bintang neutron atau lohong hitam), dan akhirnya ditokokkan ke atasnya. Ia merupakan fenomena biasa dalam sistem binari, dan mungkin memainkan peranan penting dalam beberapa jenis supernova dan pulsar.

Kejuruteraan kimia

Pemindahan jisim mempunyai aplikasi yang meluas dalam masalah kejuruteraan kimia. Ia digunakan dalam kejuruteraan tindak balas, kejuruteraan pemisahan, kejuruteraan pemindahan haba, dan banyak lagi subdisiplin kejuruteraan kimia seperti kejuruteraan elektrokimia.

Daya pemacu bagi pemindahan jisim biasanya ialah perbezaan dalam keupayaan kimia, apabila ia boleh ditakrifkan, walaupun kecerunan termodinamik lain juga boleh berkaitan dengan aliran jisim dan mendorongnya. Suatu spesies kimia bergerak dari kawasan berkeupayaan kimia tinggi ke kawasan berkeupayaan kimia rendah. Oleh itu, had teori maksimum bagi sesuatu proses pemindahan jisim biasanya ditentukan oleh titik yang keupayaan kimia menjadi seragam. Bagi sistem satu fasa, ini biasanya bermaksud kepekatan seragam di seluruh fasa, manakala bagi sistem berbilang fasa spesies kimia selalunya lebih cenderung kepada satu fasa berbanding fasa lain dan mencapai keupayaan kimia seragam hanya apabila sebahagian besar spesies kimia telah diserap ke dalam fasa yang digemari, seperti dalam pengekstrakan cecair-cecair.

Walaupun keseimbangan termodinamik menentukan had teori sesuatu operasi pemindahan jisim, kadar sebenar pemindahan jisim bergantung kepada faktor tambahan termasuk corak aliran dalam sistem dan kebolehresapan spesies dalam setiap fasa. Kadar ini boleh ditentukan melalui pengiraan dan penggunaan pekali pemindahan jisim bagi keseluruhan proses. Pekali pemindahan jisim ini biasanya diterbitkan dalam bentuk nombor tak berdimensi, sering termasuk nombor Péclet, nombor Reynolds, nombor Sherwood dan nombor Schmidt, antara yang lain.

Analogi antara pemindahan haba, jisim dan momentum

Rencana utama: Fenomena pengangkutan

Terdapat persamaan yang ketara dalam persamaan pembezaan anggaran yang lazim digunakan bagi pemindahan momentum, haba dan jisim. Persamaan pemindahan molekul bagi hukum Newton untuk momentum bendalir pada nombor Reynolds rendah (aliran Stokes), hukum Fourier bagi haba, dan hukum Fick bagi jisim sangat serupa kerana semuanya merupakan penghampiran linear bagi pengangkutan kuantiti terpelihara dalam medan aliran.

Pada nombor Reynolds yang lebih tinggi, analogi antara pemindahan jisim dan haba dengan pemindahan momentum menjadi kurang berguna disebabkan oleh ketaklinearan dalam persamaan Navier–Stokes (atau secara lebih asasnya, persamaan keabadian momentum am). Walau bagaimanapun, analogi antara pemindahan haba dan jisim masih kekal baik. Banyak usaha telah dilakukan untuk membangunkan analogi antara ketiga-tiga proses pengangkutan ini supaya membolehkan ramalan satu proses dibuat berdasarkan proses yang lain.

Lihat juga

• Pertumbuhan hablur
• Pemindahan haba
• Hukum resapan Fick
• Turus pemeringkatan
• Kaedah McCabe–Thiele
• Keseimbangan wap–cecair
• Pengekstrakan cecair-cecair
• Proses pemisahan
• Bintang dedua
• Supernova Jenis Ia
• Termoresapan
• Tokokan (astrofizik)