Énergie libre critique pour la nucléation Calculatrice

✖L'énergie libre de surface est l'énergie pour créer une frontière de phase solide-liquide pendant la solidification.ⓘ Énergie libre de surface [𝛾]			+10% -10%
✖Température de fusion du métal ou de l'alliage en kelvin.ⓘ Température de fusion [T_m]			+10% -10%
✖La chaleur latente de fusion ou enthalpie de solidification est la chaleur dégagée lors de la solidification. Saisissez uniquement la magnitude. Il est pris négatif par défaut.ⓘ Chaleur latente de fusion [ΔH_f]			+10% -10%
✖La valeur de sous-refroidissement est la différence entre la température de fusion et la température considérée (inférieure à la température de fusion). Il est également connu sous le nom de surfusion.ⓘ Valeur de sous-refroidissement [ΔT]			+10% -10%

✖Énergie libre critique pour la formation de noyaux stables.ⓘ Énergie libre critique pour la nucléation [ΔG_*]

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Formule

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Énergie libre critique pour la nucléation

Formule

`"ΔG"_{"*"} = 16*pi*"𝛾"^3*"T"_{"m"}^2/(3*"ΔH"_{"f"}^2*"ΔT"^2)`

Exemple

`"9.3E^-18J"=16*pi*("0.2J/m²")^3*("1000")^2/(3*("1.2E9J/m³")^2*("100")^2)`

Calculatrice

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Énergie libre critique pour la nucléation Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Énergie libre critique = 16*pi*Énergie libre de surface^3*Température de fusion^2/(3*Chaleur latente de fusion^2*Valeur de sous-refroidissement^2)
ΔG_* = 16*pi*𝛾^3*T_m^2/(3*ΔH_f^2*ΔT^2)
Cette formule utilise 1 Constantes, 5 Variables

Constantes utilisées

pi - Constante d'Archimède Valeur prise comme 3.14159265358979323846264338327950288

Variables utilisées

Énergie libre critique - (Mesuré en Joule) - Énergie libre critique pour la formation de noyaux stables.
Énergie libre de surface - (Mesuré en Joule par mètre carré) - L'énergie libre de surface est l'énergie pour créer une frontière de phase solide-liquide pendant la solidification.
Température de fusion - Température de fusion du métal ou de l'alliage en kelvin.
Chaleur latente de fusion - (Mesuré en Joule par mètre cube) - La chaleur latente de fusion ou enthalpie de solidification est la chaleur dégagée lors de la solidification. Saisissez uniquement la magnitude. Il est pris négatif par défaut.
Valeur de sous-refroidissement - La valeur de sous-refroidissement est la différence entre la température de fusion et la température considérée (inférieure à la température de fusion). Il est également connu sous le nom de surfusion.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Énergie libre de surface: 0.2 Joule par mètre carré --> 0.2 Joule par mètre carré Aucune conversion requise
Température de fusion: 1000 --> Aucune conversion requise
Chaleur latente de fusion: 1200000000 Joule par mètre cube --> 1200000000 Joule par mètre cube Aucune conversion requise
Valeur de sous-refroidissement: 100 --> Aucune conversion requise

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

ΔG_* = 16*pi*𝛾^3*T_m^2/(3*ΔH_f^2*ΔT^2) --> 16*pi*0.2^3*1000^2/(3*1200000000^2*100^2)

Évaluer ... ...

ΔG_* = 9.30842267730309E-18

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

9.30842267730309E-18 Joule --> Aucune conversion requise

RÉPONSE FINALE

9.30842267730309E-18 ≈ 9.3E-18 Joule <-- Énergie libre critique

(Calcul effectué en 00.007 secondes)

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Crédits

Créé par Hariharan VS

Institut indien de technologie (IIT), Chennai

Hariharan VS a créé cette calculatrice et 25+ autres calculatrices!

Vérifié par Équipe Softusvista

Bureau de Softusvista (Pune), Inde

Équipe Softusvista a validé cette calculatrice et 1100+ autres calculatrices!

< 11 Cinétique de transformation de phase Calculatrices

Changement total d'énergie libre pendant la solidification

Aller Changement d'énergie gratuit total = ((4/3)*pi*Rayon du noyau^3*Énergie sans volume)+(4*pi*Rayon du noyau^2*Énergie libre de surface)

Énergie libre critique pour la nucléation

Aller Énergie libre critique = 16*pi*Énergie libre de surface^3*Température de fusion^2/(3*Chaleur latente de fusion^2*Valeur de sous-refroidissement^2)

Équation d'Avrami

Aller Fraction transformée = 1-exp(-Coefficient indépendant du temps dans l'équation d'Avrami*Temps de transformation^Constante indépendante du temps dans l'équation d'Avrami)

Temps nécessaire à la réaction de X pour cent pour se terminer

Aller Temps de réaction = ln(Concentration initiale/(Concentration initiale-Montant réagi au temps t))/Constante de taux

Constante de vitesse de réaction de premier ordre

Aller Constante de taux = ln(Concentration initiale/(Concentration initiale-Montant réagi au temps t))/Temps de réaction

Rayon critique du noyau

Aller Rayon critique du noyau = 2*Énergie libre de surface*Température de fusion/(Chaleur latente de fusion*Valeur de sous-refroidissement)

Énergie sans volume

Aller Énergie sans volume = Chaleur latente de fusion*Valeur de sous-refroidissement/Température de fusion

Énergie libre critique pour la nucléation (à partir de l'énergie libre de volume)

Aller Énergie libre critique = 16*pi*Énergie libre de surface^3/(3*Énergie sans volume^2)

Énergie du photon

Aller Énergie du photon = [hP]*[c]/Longueur d'onde du photon

Rayon critique du noyau (à partir de l'énergie libre de volume)

Aller Rayon critique du noyau = -2*Énergie libre de surface/Énergie sans volume

Demi-vie de la réaction de premier ordre

Aller Période de demi-vie = ln(2)/Constante de taux

Énergie libre critique pour la nucléation Formule

Énergie libre critique = 16*pi*Énergie libre de surface^3*Température de fusion^2/(3*Chaleur latente de fusion^2*Valeur de sous-refroidissement^2)
ΔG_* = 16*pi*𝛾^3*T_m^2/(3*ΔH_f^2*ΔT^2)

Nucléation et croissance

La progression de la solidification comporte deux étapes distinctes: la nucléation et la croissance. La nucléation implique l'apparition de très petites particules, ou noyaux du solide (souvent constitués de quelques centaines d'atomes seulement), capables de croître. Au cours de la phase de croissance, ces noyaux augmentent en taille, ce qui entraîne la disparition d'une partie (ou de la totalité) de la phase mère. La transformation arrive à son terme si la croissance de ces nouvelles particules de phase est autorisée jusqu'à ce que la fraction d'équilibre soit atteinte.

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