Kľúčový rozdiel medzi homogénnou a heterogénnou nukleáciou je v tom, že k homogénnej nukleácii dochádza ďaleko od povrchu systému, zatiaľ čo k heterogénnej nukleácii dochádza na povrchu systému.
Nukleácia je počiatočný krok procesu vytvárania novej termodynamickej fázy alebo novej štruktúry prostredníctvom samoorganizácie. Existujú dva typy; sú to homogénna nukleácia a heterogénna nukleácia. Líšia sa od seba podľa miesta, kde sa tvorí jadro. Nukleačné miesto je rozhranie kvapalina-para, na ktorom sa tvorí jadro. Preto častice suspenzie, bubliny alebo povrch systému môžu pôsobiť ako nukleačné miesto. K heterogénnej nukleácii dochádza v miestach nukleácie, zatiaľ čo k homogénnej nukleácii dochádza mimo miesta nukleácie.
Čo je homogénna nukleácia?
Homogénna nukleácia je proces nukleácie, ktorý prebieha preč od povrchu systému (v ktorom dochádza k nukleácii). Je to pomalší proces ako nukleácia heterogénneho typu. Preto je to menej bežné.
Zvyčajne sa nukleácia spomaľuje exponenciálne s bariérou voľnej energie. Ďalej, táto energetická bariéra pochádza z penalizácie voľnej energie pri vytváraní povrchu rastúceho jadra. Navyše, pri homogénnej nukleácii, keďže tento proces prebieha ďaleko od povrchu, jadro pripomína guľu, ktorá má povrch 4Πr2. A rast jadra prebieha okolo gule.
Čo je heterogénna nukleácia?
Heterogénna nukleácia je proces nukleácie, ktorý prebieha na povrchu systému (v ktorom dochádza k nukleácii). Je rýchlejšia ako nukleácia homogénneho typu. Ďalej sa tento typ nukleácie vyskytuje v miestach nukleácie; rozhranie medzi kvapalinou a parou. Suspendované častice, bubliny, povrch systému môžu pôsobiť ako nukleačné miesto. Na rozdiel od homogénnych typov nukleácie sa tento typ vyskytuje ľahko.
Obrázok 01: Rozdiely v ploche na povrchu a od povrchu.
Pri heterogénnej nukleácii, keďže prebieha na povrchu, je voľná energetická bariéra pre nukleáciu nízka. Je to preto, že na povrchu (rozhraní) je plocha jadra, ktorá je v kontakte s okolitou tekutinou, menšia (menšia ako plocha gule s homogénnou nukleáciou). Tým sa znižuje voľná energetická bariéra a tým sa nukleačný proces exponenciálne zrýchľuje.
Aký je rozdiel medzi homogénnou a heterogénnou nukleáciou?
Homogénna nukleácia je proces nukleácie, ktorý prebieha ďaleko od povrchu systému. Nezahŕňa žiadne nukleačné miesto a je tiež pomalý. Preto je táto forma menej bežná. Okrem toho má povrch, ktorý prispieva k rastu jadra, vysokú homogénnu nukleáciu. Heterogénna nukleácia je na druhej strane proces nukleácie, ktorý prebieha na povrchu systému. Zahŕňa nukleačné miesta a je tiež rýchly. Ide teda o najbežnejšiu formu nukleácie. Okrem toho povrchová plocha, ktorá prispieva k rastu jadra, má nízku heterogénnu nukleáciu. Nasledujúca infografika predstavuje rozdiel medzi homogénnou a heterogénnou nukleáciou v tabuľkovej forme.
Zhrnutie – Homogénna verzus heterogénna nukleácia
Homogénna a heterogénna nukleácia sú dve hlavné formy nukleácie. Rozdiel medzi homogénnou a heterogénnou nukleáciou je v tom, že k homogénnej nukleácii dochádza ďaleko od povrchu systému, zatiaľ čo k heterogénnej nukleácii dochádza na povrchu systému.
