Forskjellen mellom homogen og heterogen nukleering

De nøkkelforskjell mellom homogen og heterogen kjernekraft er at homogen nukleasjon forekommer vekk fra overflaten av systemet mens den heterogene nukleering skjer på overflaten av systemet.

Nucleering er det første trinnet i prosessen med å danne en ny termodynamisk fase eller en ny struktur via selvorganisasjon. Det er to typer av det; de er homogene kjerne-ninger og heterogen kjerne-ring. De adskiller seg fra hverandre i henhold til stedet der kjernen dannes. Et kjerneområde er et flytende-dampgrensesnitt hvor en kjerne dannes. Derfor kan suspensjonspartikler, bobler eller overflaten av et system fungere som et nukleeringssted. Den heterogene nukleasjon skjer ved nukleasjonssteder mens homogen nukleering opptrer vekk fra et nukleeringssted.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er homogen nucleation
3. Hva er Heterogen Nucleation
4. Side ved side-sammenligning - Homogen vs Heterogen Nukleering i Tabellform
5. Sammendrag

Hva er homogen nucleation?

Homogen kjernekraft er kjerneprosessen som foregår vekk fra overflaten av systemet (hvor kjernefraksjonen oppstår). Det er en langsommere prosess enn den heterogene typen kjernekraft. Derfor er dette mindre vanlig.

Vanligvis reduserer kjernefrekvensen eksponentielt med den frie energibarrieren. Videre kommer denne energibarrieren fra fri energi straff for å danne overflaten av den voksende kjernen. Dessuten ligner kjernen i den homogene kjernen, siden denne prosessen oppstår fra overflaten, en sfære som har en 4² flateareal. Og veksten av kjernen skjer rundt sfæren.

Hva er Heterogen Nucleation?

Heterogen nukleasjon er kjerneprosessen som foregår på overflaten av systemet (hvor kjernebildingen oppstår). Det er raskere enn den homogene typen nukleasjon. Videre opptrer denne typen kjerne-ring ved kjernefeltsteder; et grensesnitt mellom væske og damp. Suspenserte partikler, bobler, overflaten av systemet kan fungere som et nukleeringssted. I motsetning til de homogene kjerneformene, forekommer denne typen lett.

Figur 01: Forskjeller i overflaten på overflaten og bort fra overflaten.

I heterogen kjernekraft, siden den forekommer ved overflaten, er den frie energibarrieren for kjernekraften lav. Det skyldes at overflaten av kjerneflaten som er i kontakt med omgivende væske ved overflaten (grensesnittet) er mindre (mindre enn området av en kule i homogen kjernekraft). Derved reduseres den frie energibarrieren, og kjerngasjonsprosessen øker dermed eksponentielt.

Hva er forskjellen mellom homogen og heterogen nucleation?

Homogen kjernekrafting er kjerningsprosessen som foregår vekk fra overflaten av systemet. Det innebærer ikke noe kjerneområde, og det er også sakte. Derfor er dette skjemaet mindre vanlig. Videre er overflaten som bidrar til veksten av kjernen høy i homogen kjernekraft. Heterogen nukleering er derimot prosessen med nukleering som finner sted på overflaten av systemet. Det innebærer kjernefysiske steder, og det er raskt også. Det er dermed den vanligste formen for nukleasjon. Videre er overflaten som bidrar til veksten av kjernen lav i heterogen kjernekraft. Følgende infographic presenterer forskjellen mellom homogen og heterogen kjerneformasjon i tabellform.

Sammendrag - Homogen vs Heterogen Nukleasjon

Homogen og heterogen kjernekraft er de to hovedformer av nukleering. Forskjellen mellom homogen og heterogen nukleering er at homogen nukleering oppstår vekk fra overflaten av systemet mens heterogen kjerning skjer på overflaten av systemet.

Henvisning:

1. "Nucleation." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. juli 2018. Tilgjengelig her  
2. Wedekind, Jan. "Reguera Research Group." Introduksjon til Nucleation. Tilgjengelig her 

Bilde Courtesy:

1. "Overflatespenning" Av MesserWoland - eget arbeid skapt i Inkscape, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia