Klíčový rozdíl mezi homogenní a heterogenní nukleací je ten, že k homogenní nukleaci dochází mimo povrch systému, zatímco k heterogenní nukleaci dochází na povrchu systému.
Nukleace je počátečním krokem procesu formování nové termodynamické fáze nebo nové struktury prostřednictvím samoorganizace. Existují dva typy; jsou to homogenní nukleace a heterogenní nukleace. Liší se od sebe podle místa, kde se tvoří jádro. Nukleační místo je rozhraní kapalina-pára, na kterém se tvoří jádro. Proto částice suspenze, bubliny nebo povrch systému mohou působit jako nukleační místo. K heterogenní nukleaci dochází v místech nukleace, zatímco k homogenní nukleaci dochází mimo nukleační místo.
Co je homogenní nukleace?
Homogenní nukleace je proces nukleace, který probíhá mimo povrch systému (ve kterém dochází k nukleaci). Je to pomalejší proces než nukleace heterogenního typu. Proto je to méně časté.
Obvykle se nukleace zpomaluje exponenciálně s bariérou volné energie. Kromě toho tato energetická bariéra pochází z penalizace volné energie za vytvoření povrchu rostoucího jádra. Navíc při homogenní nukleaci, protože tento proces probíhá daleko od povrchu, jádro připomíná kouli, která má povrch 4Πr2. A růst jádra probíhá kolem koule.
Co je heterogenní nukleace?
Heterogenní nukleace je proces nukleace, který probíhá na povrchu systému (ve kterém dochází k nukleaci). Je rychlejší než nukleace homogenního typu. Dále se tento typ nukleace vyskytuje v místech nukleace; rozhraní mezi kapalinou a párou. Suspendované částice, bubliny, povrch systému mohou působit jako nukleační místo. Na rozdíl od homogenních typů nukleace se tento typ vyskytuje snadno.
Obrázek 01: Rozdíly v ploše na povrchu a od povrchu.
Při heterogenní nukleaci, protože k ní dochází na povrchu, je volná energetická bariéra pro nukleaci nízká. Je to proto, že na povrchu (rozhraní) je plocha jádra, která je v kontaktu s okolní tekutinou, menší (menší než plocha koule v homogenní nukleaci). Tím se snižuje bariéra volné energie a proces nukleace se tak exponenciálně urychluje.
Jaký je rozdíl mezi homogenní a heterogenní nukleací?
Homogenní nukleace je proces nukleace, který probíhá mimo povrch systému. Nezahrnuje žádné nukleační místo a je také pomalý. Proto je tato forma méně častá. Kromě toho má povrch, který přispívá k růstu jádra, vysokou homogenní nukleaci. Heterogenní nukleace je na druhé straně proces nukleace, který probíhá na povrchu systému. Zahrnuje nukleační místa a je také rychlý. Jde tedy o nejběžnější formu nukleace. Navíc povrchová plocha, která přispívá k růstu jádra, má nízkou heterogenní nukleaci. Následující infografika představuje rozdíl mezi homogenní a heterogenní nukleací v tabulkové formě.
Shrnutí – Homogenní vs heterogenní nukleace
Homogenní a heterogenní nukleace jsou dvě hlavní formy nukleace. Rozdíl mezi homogenní a heterogenní nukleací spočívá v tom, že k homogenní nukleaci dochází mimo povrch systému, zatímco k heterogenní nukleaci dochází na povrchu systému.
