Différence entre la nucléation homogène et hétérogène

le différence clé entre la nucléation homogène et hétérogène est que la la nucléation homogène a lieu loin de la surface du système tandis que la nucléation hétérogène a lieu à la surface du système.

La nucléation est l'étape initiale du processus de formation d'une nouvelle phase thermodynamique ou d'une nouvelle structure via une auto-organisation. Il en existe deux types. ce sont une nucléation homogène et une nucléation hétérogène. Ils diffèrent les uns des autres selon l'endroit où se forme le noyau. Un site de nucléation est une interface liquide-vapeur au niveau de laquelle se forme un noyau. Par conséquent, les particules en suspension, les bulles ou la surface d'un système peuvent jouer le rôle de site de nucléation. La nucléation hétérogène se produit sur les sites de nucléation tandis que la nucléation homogène se produit loin d’un site de nucléation.

CONTENU

1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Qu'est-ce que la nucléation homogène
3. Qu'est-ce que la nucléation hétérogène
4. Comparaison côte à côte - Nucléation homogène vs hétérogène sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que la nucléation homogène?

La nucléation homogène est le processus de nucléation qui a lieu loin de la surface du système (dans lequel se produit la nucléation). C'est un processus plus lent que la nucléation de type hétérogène. Par conséquent, c'est moins commun.

Habituellement, la nucléation ralentit de manière exponentielle avec la barrière d’énergie libre. En outre, cette barrière d’énergie provient de la pénalité d’énergie libre liée à la formation de la surface du noyau en croissance. De plus, dans la nucléation homogène, puisque ce processus a lieu loin de la surface, le noyau ressemble à une sphère qui a 4r² surface. Et la croissance du noyau se produit autour de la sphère.

Qu'est-ce que la nucléation hétérogène?

La nucléation hétérogène est le processus de nucléation qui a lieu à la surface du système (dans lequel se produit la nucléation). Il est plus rapide que la nucléation de type homogène. En outre, ce type de nucléation se produit sur des sites de nucléation; une interface entre le liquide et la vapeur. Les particules en suspension, les bulles, la surface du système peuvent servir de site de nucléation. Contrairement aux types homogènes de nucléation, ce type se produit facilement.

Figure 01: Différences de surface à la surface et à l’écart de la surface.

Dans la nucléation hétérogène, puisqu'elle se produit à la surface, la barrière d'énergie libre pour la nucléation est faible. C'est parce que, à la surface (interface), la surface du noyau en contact avec le fluide environnant est inférieure (inférieure à la surface d'une sphère à nucléation homogène). Par conséquent, cela réduit la barrière d’énergie libre et, par conséquent, le processus de nucléation s’accélère de manière exponentielle..

Quelle est la différence entre la nucléation homogène et hétérogène?

La nucléation homogène est le processus de nucléation qui a lieu loin de la surface du système. Il n’implique aucun site de nucléation, il est également lent. Par conséquent, cette forme est moins commune. De plus, la surface qui contribue à la croissance du noyau est riche en nucléation homogène. La nucléation hétérogène, en revanche, est le processus de nucléation qui a lieu à la surface du système. Cela implique des sites de nucléation, et c'est rapide aussi. C'est donc la forme de nucléation la plus courante. De plus, la surface qui contribue à la croissance du noyau est faible en nucléation hétérogène. L'infographie suivante présente la différence entre la nucléation homogène et hétérogène sous forme tabulaire.

Résumé - Nucléation homogène vs hétérogène

La nucléation homogène et hétérogène sont les deux principales formes de nucléation. La différence entre la nucléation homogène et hétérogène réside dans le fait que la nucléation homogène se produit loin de la surface du système, tandis que la nucléation hétérogène se produit à la surface du système..

Référence:

1. «Nucleation». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 juillet 2018. Disponible ici  
2. Wedekind, Jan. “Reguera Research Group.” Introduction à la nucléation. Disponible ici 

Courtoisie d'image:

1. «Surface tension» de MesserWoland - création de son propre travail dans Inkscape, (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons