5.3. Скорость образования новой фазы

Термодинамический подход к процессу образования новой фазы показывает, что существует энергетический барьер, препятствующий появлению зародышей. Как и для других подобных процессов, можно полагать, что частота возникновения зародышей J должна экспоненциально зависеть от высоты энергетического барьера Gкр:

где J0 – предэкспоненциальный множитель, определяемый отношением числа молекул в единице объема ко времени жизни зародышей критического размера; k - постоянная Больцмана.

Предэкспоненциальный множитель J0 определяется механизмом преодоления зародышами новой фазы энергетического барьера, и может быть найден как отношение числа молекул в единице объема метастабильной фазы n0 ко времени жизни зародышей критического размера tc. Последнюю величину можно представить в виде (Scq) , где Sc – поверхность зародыша критического размера; q – частота присоединения молекул к единице поверхности новой фазы.

При конденсации из газовой фазы с давлением p частота присоединения молекул к единице поверхности зародыша критического размера может считаться равной частоте соударения молекул с поверхностью, которая, в соответствии с молекулярно-кинетической теорией, определяется выражением:

где m – масса молекулы.

Следовательно, частота образования зародышей новой фазы в этом случае составляет:

58