Forskel mellem homogen og heterogen nucleation

Det vigtigste forskel mellem homogen og heterogen nucleation er, at homogen nucleation forekommer væk fra systemets overflade, mens den heterogene nucleation forekommer ved systemets overflade.

Nukleation er det første trin i processen med at danne en ny termodynamisk fase eller en ny struktur via selvorganisation. Der er to typer af det; de er homogen nucleation og heterogen nucleation. De adskiller sig fra hinanden afhængigt af det sted, hvor kernen dannes. Et nucleationssite er en grænseflade med væske-damp, ved hvilken en kerne dannes. Derfor kan suspensionspartikler, bobler eller overfladen af ​​et system fungere som et nucleationssted. Den heterogene nucleation forekommer på nucleationsites, mens homogen nucleation forekommer væk fra et nucleation site.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er homogen nukleation
3. Hvad er heterogen nukleation
4. Sammenligning side ved side - Homogen vs heterogen nucleation i tabelform
5. Resume

Hvad er homogen nukleation?

Homogen nucleation er processen med nucleation, der finder sted væk fra overfladen af ​​systemet (hvor nucleation forekommer). Det er en langsommere proces end den heterogene type nucleation. Derfor er dette mindre almindeligt.

Normalt bremser nucleationen eksponentielt med den frie energibarriere. Yderligere kommer denne energibarriere fra den frie energibestandighed ved dannelse af overfladen af ​​den voksende kerne. I den homogene nucleation, da denne proces forekommer væk fra overfladen, ligner kernen endvidere en kugle, der har en 4Πr² overfladeareal. Og væksten af ​​kernen forekommer omkring sfæren.

Hvad er heterogen nukleation?

Heterogen nucleation er processen med nucleation, der finder sted på overfladen af ​​systemet (hvor nucleation forekommer). Det er hurtigere end den homogene type nucleation. Yderligere forekommer denne type nucleation på nucleationsites; en grænseflade mellem væske og damp. Suspenderede partikler, bobler, systemets overflade kan fungere som et nucleationssted. I modsætning til de homogene typer af nucleation forekommer denne type let.

Figur 01: Forskelle i overfladeareal ved overfladen og væk fra overfladen.

I heterogen nucleation, da den forekommer på overfladen, er den frie energibarriere for nucleation lav. Det skyldes, at overfladen af ​​kernen, der er i kontakt med omgivende fluid, på overfladen (grænsefladen) er mindre (mindre end området af en kugle ved homogen nucleation). Derfor reducerer dette den frie energibarriere, og således fremkalder nucleationsprocessen eksponentielt.

Hvad er forskellen mellem homogen og heterogen nucleation?

Homogen nucleation er processen med nucleation, der finder sted væk fra systemets overflade. Det involverer ikke noget nucleationsite, og det er også langsomt. Derfor er denne form mindre udbredt. Desuden er det overfladeareal, der bidrager til væksten af ​​kernen, højt med homogen nucleation. Heterogen nucleation er på den anden side processen med nucleation, der finder sted på overfladen af ​​systemet. Det involverer nucleationsites, og det er også hurtigt. Det er således den mest almindelige form for nucleation. Derudover er det overfladeareal, der bidrager til væksten af ​​kernen, lavt i heterogen nucleation. Den følgende infographic viser forskellen mellem homogen og heterogen nucleation i tabelform.

Resumé - Homogen vs heterogen nucleation

Homogen og heterogen nucleation er de to vigtigste former for nucleation. Forskellen mellem homogen og heterogen nucleation er, at homogen nucleation forekommer væk fra systemets overflade, mens heterogen nucleation forekommer ved systemets overflade.

Reference:

1. "Nukleation." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. juli 2018. Tilgængelig her  
2. Wedekind, jan. “Reguera Research Group.” Introduktion til nukleation. Tilgængelig her 

Billede høflighed:

1. ”Overfladespænding” Af MesserWoland - eget arbejde oprettet i Inkscape, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia