Nøgleforskellen mellem homogen og heterogen kernedannelse er, at den homogene kernedannelse sker væk fra systemets overflade, hvorimod den heterogene kernedannelse forekommer ved systemets overflade.
Nucleation er det indledende trin i processen med at danne en ny termodynamisk fase eller en ny struktur via selvorganisering. Der er to typer af det; de er homogen kernedannelse og heterogen kernedannelse. De adskiller sig fra hinanden alt efter det sted, hvor kernen dannes. Et kernedannelsessted er en væske-damp-grænseflade, hvor en kerne dannes. Derfor kan suspensionspartikler, bobler eller overfladen af et system fungere som et nukleationssted. Den heterogene kernedannelse forekommer ved kernedannelsessteder, mens homogen kernedannelse forekommer væk fra et kernedannelsessted.
Hvad er Homogen Nucleation?
Homogen kernedannelse er processen med kernedannelse, der finder sted væk fra overfladen af systemet (hvori kernedannelsen finder sted). Det er en langsommere proces end nukleering af heterogen type. Derfor er dette mindre almindeligt.
Sædvanligvis bremses kernedannelsen eksponentielt med den frie energibarriere. Yderligere kommer denne energibarriere fra den frie energistraffe ved at danne overfladen af den voksende kerne. Desuden, i den homogene nukleering, eftersom denne proces foregår væk fra overfladen, ligner kernen en kugle, som har et 4Πr2 overfladeareal. Og væksten af kernen sker omkring kuglen.
Hvad er heterogen kernedannelse?
Heterogen kernedannelse er den proces med kernedannelse, der finder sted på overfladen af systemet (hvori kernedannelsen finder sted). Det er hurtigere end den homogene type nukleation. Yderligere forekommer denne type kernedannelse ved kernedannelsessteder; en grænseflade mellem væske og damp. Suspenderede partikler, bobler, overfladen af systemet kan fungere som et nukleationssted. I modsætning til de homogene typer kernedannelse opstår denne type let.
Figur 01: Forskelle i overfladeareal ved overfladen og væk fra overfladen.
I heterogen kernedannelse, da den forekommer ved overfladen, er den frie energibarriere for kernedannelse lav. Det er fordi, ved overfladen (grænsefladen), overfladearealet af kernen, der er i kontakt med omgivende væske, er mindre (mindre end arealet af en kugle i homogen kernedannelse). Derfor reducerer dette den frie energibarriere, og kernedannelsesprocessen fremskyndes således eksponentielt.
Hvad er forskellen mellem homogen og heterogen kernedannelse?
Homogen kernedannelse er processen med kernedannelse, der finder sted væk fra systemets overflade. Det involverer ikke noget nukleationssted, og det er også langsomt. Derfor er denne form mindre almindelig. Desuden er overfladearealet, der bidrager til væksten af kernen, høj i homogen nukleation. Heterogen nukleation er på den anden side den proces med nukleation, der finder sted på overfladen af systemet. Det involverer nukleationssteder, og det er også hurtigt. Det er således den mest almindelige form for kernedannelse. Desuden er overfladearealet, der bidrager til væksten af kernen, lavt i heterogen nukleation. Følgende infografik præsenterer forskellen mellem homogen og heterogen kernedannelse i tabelform.
Opsummering – Homogen vs Heterogen Nucleation
Homogen og heterogen kernedannelse er de to hovedformer for kernedannelse. Forskellen mellem homogen og heterogen kernedannelse er, at homogen kernedannelse forekommer væk fra overfladen af systemet, hvorimod heterogen kernedannelse forekommer på overfladen af systemet.
