Heterogenní nukleace - nukleace v heterogenních systémech .
Nukleace je první fází přechodu v čase . Tvoří hlavní počet stále rostoucích kapek nové, stabilní fáze . Existují dva typy nukleace: homogenní (podle homogenního mechanismu) a heterogenní.
Největší zájem je o fázi nukleace v heterogenních systémech , jako je přesycená pára a cizí částice přítomné v jejím objemu. Právě na těchto částicích (heterogenních centrech) se začínají objevovat kapky . Jako heterogenní centra mohou působit krystaly mořských solí, iontů , prachových částic, sazí atd. Cizí částice mají různé vlastnosti. Částice může být nabitá nebo neutrální, zcela nebo částečně rozpuštěná ve vodní páře , která na ní kondenzuje , povrch nerozpustného heterogenního centra může být zcela nebo částečně smáčitelný . Konečně, kritická velikost kapiček během nukleace na smáčitelných centrech může být určena tenkým nebo tlustým kapalným filmem. Charakteristiky nukleačního procesu, jako je počet vytvořených kapiček, jejich průměrná velikost a trvání fáze, v podstatě závisí na těchto neznámých parametrech . Navzdory rozmanitosti vlastností a velikostí heterogenních center je možné zkonstruovat kvantitativní teorii heterogenní nukleace.
Hlavní věcí v termodynamice heterogenní nukleace je najít práci vzniku kapky nebo chemický potenciál kondenzátu (látka kondenzující v kapce z páry) v kapce. Znalost práce tvorby kapek nebo chemického potenciálu kondenzátu jako funkce počtu molekul kondenzátu umožňuje vypočítat všechny termodynamické charakteristiky důležité pro kinetiku nukleace. Jednou z těchto charakteristik je prahová hodnota chemického potenciálu . Při hodnotách chemického potenciálu vyšších než je prahová hodnota se všechny cizí částice přítomné v páře stávají středy nevratně rostoucích kapiček. Hodnota prahového chemického potenciálu je funkcí parametrů látky heterogenního centra.
Například přítomnost náboje na částici snižuje hodnotu prahového chemického potenciálu páry ve srovnání s kondenzací na nenabitých smáčitelných centrech. S rostoucí velikostí částic je kritická velikost kapiček během nukleace na smáčitelných centrech určena silnějšími filmy. V případě částečně smáčeného povrchu heterogenního centra je hledání analytického vyjádření pro prahovou hodnotu chemického potenciálu obtížné, ale numerické odhady pro každý konkrétní případ jsou možné.