Nyckelskillnaden mellan homogen och heterogen kärnbildning är att den homogena kärnbildningen sker bort från systemets yta medan den heterogena kärnbildningen sker vid systemets yta.
Kärnbildning är det första steget i processen att bilda en ny termodynamisk fas eller en ny struktur via självorganisering. Det finns två typer av det; de är homogen kärnbildning och heterogen kärnbildning. De skiljer sig från varandra beroende på platsen där kärnan bildas. Ett kärnbildningsställe är ett vätske-ånga-gränssnitt där en kärna bildas. Därför kan suspensionspartiklar, bubblor eller ytan av ett system fungera som ett kärnbildningsställe. Den heterogena kärnbildningen sker vid kärnbildningsställen medan homogen kärnbildning sker bort från ett kärnbildningsställe.
Vad är homogen kärnbildning?
Homogen kärnbildning är den process av kärnbildning som äger rum bort från ytan av systemet (där kärnbildningen sker). Det är en långsammare process än kärnbildning av heterogen typ. Därför är detta mindre vanligt.
Vanligtvis saktar kärnbildningen exponentiellt med den fria energibarriären. Vidare kommer denna energibarriär från den fria energistraffet att bilda ytan av den växande kärnan. Dessutom, i den homogena kärnbildningen, eftersom denna process sker bort från ytan, liknar kärnan en sfär som har en 4Πr2 ytarea. Och kärnans tillväxt sker runt sfären.
Vad är heterogen kärnbildning?
Heterogen kärnbildning är den process av kärnbildning som äger rum på ytan av systemet (där kärnbildningen sker). Det är snabbare än kärnbildning av homogen typ. Vidare sker denna typ av kärnbildning vid kärnbildningsställen; en gränsyta mellan vätska och ånga. Suspenderade partiklar, bubblor, systemets yta kan fungera som ett kärnbildningsställe. Till skillnad från de homogena typerna av kärnbildning uppstår denna typ lätt.
Figur 01: Skillnader i ytarea vid ytan och bort från ytan.
Vid heterogen kärnbildning, eftersom den förekommer vid ytan, är barriären för fri energi för kärnbildning låg. Det beror på att kärnans ytarea som är i kontakt med omgivande vätska vid ytan (gränsytan) är mindre (mindre än arean av en sfär i homogen kärnbildning). Därför minskar detta den fria energibarriären och sålunda påskyndar kärnbildningsprocessen exponentiellt.
Vad är skillnaden mellan homogen och heterogen kärnbildning?
Homogen kärnbildning är den process av kärnbildning som äger rum bort från systemets yta. Den involverar inte någon kärnbildningsplats, och den är också långsam. Därför är denna form mindre vanlig. Dessutom är ytan som bidrar till tillväxten av kärnan hög i homogen kärnbildning. Heterogen kärnbildning, å andra sidan, är kärnbildningsprocessen som äger rum på ytan av systemet. Det involverar kärnbildningsställen, och det är också snabbt. Det är alltså den vanligaste formen av kärnbildning. Dessutom är ytarean som bidrar till tillväxten av kärnan låg i heterogen kärnbildning. Följande infografik visar skillnaden mellan homogen och heterogen kärnbildning i tabellform.
Sammanfattning – Homogen vs heterogen kärnbildning
Homogen och heterogen kärnbildning är de två huvudsakliga formerna av kärnbildning. Skillnaden mellan homogen och heterogen kärnbildning är att homogen kärnbildning sker bort från systemets yta medan heterogen kärnbildning sker vid systemets yta.
