La principale différence entre la nucléation homogène et hétérogène est que la nucléation homogène se produit loin de la surface du système alors que la nucléation hétérogène se produit à la surface du système.
La nucléation est la première étape du processus de formation d'une nouvelle phase thermodynamique ou d'une nouvelle structure par auto-organisation. Il en existe deux types; ce sont la nucléation homogène et la 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 agir comme un 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.
Qu'est-ce que la nucléation homogène ?
La nucléation homogène est le processus de nucléation qui se déroule loin de la surface du système (dans laquelle se produit la nucléation). C'est un processus plus lent que la nucléation de type hétérogène. C'est donc moins courant.
Habituellement, la nucléation ralentit de façon exponentielle avec la barrière d'énergie libre. De plus, cette barrière d'énergie provient de la pénalité d'énergie libre de former la surface du noyau en croissance. De plus, dans la nucléation homogène, puisque ce processus se produit loin de la surface, le noyau ressemble à une sphère qui a une surface de 4Πr2. 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). Elle est plus rapide que la nucléation de type homogène. De plus, ce type de nucléation se produit sur les sites de nucléation; une interface entre le liquide et la vapeur. Particules en suspension, bulles, la surface du système peut jouer le rôle de site de nucléation. Contrairement aux types homogènes de nucléation, ce type se produit facilement.
Figure 01: Différences de surface à la surface et loin 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 qu'à la surface (interface), la surface du noyau qui est en contact avec le fluide environnant est moindre (inférieure à la surface d'une sphère en 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 se produit loin de la surface du système. Il n'implique aucun site de nucléation et il est également lent. Cette forme est donc moins courante. De plus, la surface qui contribue à la croissance du noyau est élevée en nucléation homogène. La nucléation hétérogène, quant à elle, est le processus de nucléation qui se déroule à la surface du système. Cela implique des sites de nucléation, et c'est aussi rapide. 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 de tableau.
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 est que la nucléation homogène se produit loin de la surface du système alors que la nucléation hétérogène se produit à la surface du système.
