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形核自由能的問題
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均質(zhì)形核的自由能解釋部分關(guān)于臨界形核尺寸的討論估計做凝固的都耳熟能詳，今天重新看到這個圖的解釋，忽然有個問題。關(guān)于臨界形核尺寸，過了臨界形核尺寸（b 點）以后，由于整體自由能隨著核心尺寸的增加呈下降趨勢，晶核的生長過程就可以自發(fā)完成。但事實上在該點的總的自由能為正值。其實在a點以前，整體的體系自由能一直都為正，即凝固產(chǎn)生的體積自由能變化不足以克服增加的表面自由能，使得體系的自由能與形核以前比是增加的。那么現(xiàn)在問題是這個從一開始自由能就增加的過程最開始是如何發(fā)生的呢？ 圖片1.png |
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你說沒有表述形核過程這個說法可以成立，但上述曲線描述的是形核核心半徑與自由能的關(guān)系。即使是示意圖，它所傳遞的意思依然是隨著形核核心半徑的增加體系的總體自由能是先增加再減少的。這個自由能的增加也即是通常所說的形核的能壘，核心的問題在于越過能壘的驅(qū)動力從何處取得？能量起伏(局部溫度變化)、結(jié)構(gòu)起伏（原子團簇的消長）？還是其他原因？ 同意說從熱力學(xué)角度理論分析可以明確體系自由能，界面自由能，體積自由能以及形核核心尺寸之間的關(guān)系，但未必描述的是物理本質(zhì)。個人傾向于先描述物理過程，再討論本質(zhì)。 自然界的凝固形核過程發(fā)生在液相中，從現(xiàn)有的知識可以知道液態(tài)物質(zhì)內(nèi)部存在能量起伏、結(jié)構(gòu)起伏，此二者可能相關(guān)也可能無關(guān)，形核的基本描述應(yīng)該是具有特定晶體結(jié)構(gòu)的原子團簇的形成與長大，從這個物理描述上講，形核更多的與結(jié)構(gòu)起伏有關(guān)，能量起伏起到輔助作用。不知道這么理解對不對。 |
9樓2012-11-11 01:41:46
3樓2012-11-08 09:01:50
4樓2012-11-08 17:08:27
5樓2012-11-09 15:00:06
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