Heterogen nukleation - nukleation i heterogene systemer .
Kernedannelse er det første faseovergangstrin i tid . Det danner hovedantallet af støt voksende dråber i en ny, stabil fase . Der er to typer kernedannelse: homogen (ifølge en homogen mekanisme) og heterogen.
Af størst interesse er kernedannelsesstadiet i heterogene systemer , såsom overmættede dampe og fremmede partikler til stede i dets volumen. Det er på disse partikler (heterogene centre), at dråber begynder at dukke op . Krystaller af havsalte, ioner , støvpartikler, sodpartikler osv. kan fungere som heterogene centre Fremmede partikler har forskellige egenskaber. En partikel kan være ladet eller neutral, helt eller delvist opløst i vanddamp , der kondenserer på den , overfladen af et uopløseligt heterogent center kan være helt eller delvist befugtelig . Endelig kan den kritiske dråbestørrelse under nukleering på befugtelige centre bestemmes af en tynd eller tyk væskefilm. Karakteristika ved nukleeringsprocessen, såsom antallet af dannede dråber, deres gennemsnitlige størrelse og varigheden af stadiet, afhænger i det væsentlige af disse ukendte parametre . På trods af mangfoldigheden af egenskaber og størrelser af heterogene centre er det muligt at konstruere en kvantitativ teori om heterogen kernedannelse.
Det vigtigste i termodynamikken af heterogen kernedannelse er at finde arbejdet med dannelsen af en dråbe eller det kemiske potentiale af et kondensat (et stof, der kondenserer i en dråbe fra en damp) i en dråbe. At kende arbejdet med dråbedannelse eller kondensatets kemiske potentiale som funktion af antallet af kondensatmolekyler gør det muligt at beregne alle termodynamiske egenskaber, der er vigtige for nukleationskinetik . Et af disse kendetegn er tærskelværdien for det kemiske potentiale . Ved værdier af det kemiske potentiale, der er større end tærskelværdien, bliver alle fremmede partikler til stede i dampen centre for irreversibelt voksende dråber. Værdien af det kemiske tærskelpotentiale er en funktion af parametrene for stoffet i det heterogene center.
For eksempel reducerer tilstedeværelsen af en ladning på en partikel værdien af det kemiske tærskelpotentiale for damp sammenlignet med kondensering på uladede befugtelige centre. Når partikelstørrelsen stiger, bestemmes den kritiske dråbestørrelse under kernedannelse på befugtelige centre af tykkere film. I tilfælde af en delvist fugtet overflade af et heterogent center er søgningen efter et analytisk udtryk for tærskelværdien af det kemiske potentiale vanskelig, men numeriske estimater for hvert enkelt tilfælde er mulige.