Nøkkelforskjellen mellom homogen og heterogen kjernedannelse er at den homogene kjernedannelsen skjer borte fra overflaten av systemet, mens den heterogene kjernedannelsen skjer ved overflaten av systemet.
Nucleation er det første trinnet i prosessen med å danne en ny termodynamisk fase eller en ny struktur via selvorganisering. Det er to typer av det; de er homogen kjernedannelse og heterogen kjernedannelse. De skiller seg fra hverandre i henhold til stedet der kjernen dannes. Et kjernedannelsessted er et væske-damp-grensesnitt der en kjerne dannes. Derfor kan suspensjonspartikler, bobler eller overflaten til et system fungere som et nukleasjonssted. Den heterogene kjernedannelsen skjer ved kjernedannelsessteder, mens homogen kjernedannelse skjer borte fra et kjernedannelsessete.
Hva er Homogen kjernedannelse?
Homogen kjernedannelse er prosessen med kjernedannelse som finner sted vekk fra overflaten av systemet (der kjernedannelsen skjer). Det er en langsommere prosess enn den heterogene typen kjernedannelse. Derfor er dette mindre vanlig.
Vanligvis bremses kjernedannelsen eksponentielt med den frie energibarrieren. Videre kommer denne energibarrieren fra den frie energistraffen ved å danne overflaten til den voksende kjernen. Dessuten, i den homogene kjernedannelsen, siden denne prosessen skjer borte fra overflaten, ligner kjernen en kule som har et 4Πr2 overflateareal. Og veksten av kjernen skjer rundt kulen.
Hva er heterogen kjernedannelse?
Heterogen kjernedannelse er prosessen med kjernedannelse som finner sted på overflaten av systemet (der kjernedannelsen skjer). Det er raskere enn kjernedannelsen av homogen type. Videre forekommer denne typen kjernedannelse ved kjernedannelsessteder; et grensesnitt mellom væske og damp. Suspenderte partikler, bobler, overflaten av systemet kan fungere som et nukleasjonssted. I motsetning til de homogene typene kjernedannelse, oppstår denne typen lett.
Figur 01: Forskjeller i overflateareal på overflaten og vekk fra overflaten.
I heterogen kjernedannelse, siden den forekommer ved overflaten, er den frie energibarrieren for kjernedannelse lav. Det er fordi ved overflaten (grensesnittet) er overflatearealet til kjernen som er i kontakt med omgivende væske mindre (mindre enn arealet til en kule i homogen kjernedannelse). Derfor reduserer dette den frie energibarrieren og dermed øker kjernedannelsesprosessen eksponentielt.
Hva er forskjellen mellom homogen og heterogen kjernedannelse?
Homogen kjernedannelse er prosessen med kjernedannelse som finner sted borte fra overflaten av systemet. Det involverer ikke noe kjernedannelsessted, og det er også sakte. Derfor er denne formen mindre vanlig. Dessuten er overflatearealet som bidrar til veksten av kjernen høy i homogen kjernedannelse. Heterogen kjernedannelse, derimot, er prosessen med kjernedannelse som finner sted på overflaten av systemet. Det involverer nukleasjonssteder, og det er også raskt. Det er dermed den vanligste formen for kjernedannelse. Dessuten er overflatearealet som bidrar til veksten av kjernen lav i heterogen kjernedannelse. Følgende infografikk presenterer forskjellen mellom homogen og heterogen kjernedannelse i tabellform.
Summary – Homogen vs Heterogeneous Nucleation
Homogen og heterogen kjernedannelse er de to hovedformene for kjernedannelse. Forskjellen mellom homogen og heterogen kjernedannelse er at homogen kjernedannelse skjer borte fra overflaten av systemet, mens heterogen kjernedannelse forekommer ved overflaten av systemet.
