coefficiente di trasferimento
coefficiente di trasferimento
La descrizione di processi chimico-fisici complessi spesso richiede l’introduzione di alcuni coefficienti macroscopici che permettano di ricondurli e interpretarli in termini di grandezze più facilmente comprensibili, nonché accessibili a una misura diretta. È questo il caso dei coefficienti di trasferimento, largamente utilizzati in ingegneria e in chimica per calcolare i flussi di materia ed energia che attraversano una porzione di spazio a cavallo della quale vi sia un gradiente di composizione o di temperatura. In particolare, il coefficiente di trasferimento di massa è una grandezza avente le dimensioni fisiche di una velocità che, moltiplicata per una variazione di concentrazione (espressa in moli per unità di volume) di una particolare specie chimica, determina il flusso di massa che attraversa una superficie per unità di tempo. Il coefficiente di trasferimento di energia è definito in modo similare e ha le dimensioni di una potenza per unità di superficie e temperatura. I coefficienti di trasferimento di massa ed energia sono in genere funzioni non lineari delle condizioni fluidodinamiche in cui si trova il sistema considerato. La loro stima può essere effettuata o per via sperimentale o integrando le equazioni indefinite di bilancio di materia, energia e quantità di moto per la particolare condizione considerata. I coefficienti di trasferimento di energia e materia possono essere utilizzati per stimare in modo rapido e accurato grandezze di interesse per diverse situazioni pratiche, quali per es. la quantità di calore che perde un fluido che scorre in un tubo mantenuto a una certa temperatura e la massa di un fluido che evapora da un recipiente mantenuto all’aperto. Il termine coefficiente di trasferimento è infine utilizzato in un’accezione diversa in elettrochimica per la descrizione dei processi elettrodici per indicare il rapporto fra l’energia di attivazione per il passaggio di uno ione dall’elettrodo alla soluzione divisa per l’energia di attivazione del processo inverso. Tale termine compare nell’equazione di Tafel.