Nukleatsioonimäär

Nukleatsioonimäär viitab protsessile, mille käigus moodustub uus faas vedeliku sees, nagu näiteks jääkristallide teke vees või aurumullide teke keevas vees. See on termodünaamiline ja kinetiline protsess, mis nõuab üleminekut algsest faasist stabiilsemasse uude faasi. Nukleatsioonimäär mõjutab paljusid looduslikke ja tööstuslikke protsesse, sealhulgas pilvede moodustumist, materjalide tahkumist ja keemilisi reaktsioone.

Faasi muutumise korral on vaja ületada energiabarjäär, et moodustada piisavalt suured uue faasi tuumad, mis edasi kasvaksid. Seda energiabarjääri põhjustab pindpinevus uue faasi ja ümbritseva keskkonna vahel. Kui tuuma suurus ületab kriitilise raadiuse, muutub selle edasine kasv termodünaamiliselt soodsaks. Nukleatsioonimäär sõltub temperatuurist, rõhust, aine koostisest ja võimalike lisandite või lisandite olemasolust, mis võivad katalüüsida või pärssida tuumade moodustumist.

Tavaliselt eristatakse homogeenset ja heterogeenset nukleatsiooni. Homogeenne nukleatsioon toimub puhtas vedelikus ilma lisanditeta ja nõuab suuremat ülejahutust või üleküllastumist, et tuumad moodustuksid. Heterogeenne nukleatsioon seevastu toimub pindadel, lisanditel või defektidel, mis vähendavad energiabarjääri ja soodustavad tuumade moodustumist väiksemate tingimuste korral. Nukleatsioonimäär on oluline parameeter, et mõista ja kontrollida faasi muutumise kiirust ja omadusi.