핵생성 자유에너지 ΔG에 관한 지극히 할일없는 고찰

 

많은 자료들을 접하다 보면 하나의 현상을 다르게 표현하고 있는 경우를 종종 보게됩니다. 그중 개인적으로 제일 혼동을 줄 수 있겠구나 생각되는 것중 하나가 지금 이야기 하는 이 문제입니다. 

 

 

균일핵생성의 자유에너지 ΔG에 관한 식

 

ΔG = (4/3) πr³ΔG_v + 4πr²γ

 

 

위 식 기억나시나요? 혹시 식이 뭔가 이상하다고 생각된다면

 

 

ΔG = -(4/3) πr³ΔG_v + 4πr²γ

 

 

앞에 (-) 부호가 붙은 이 식이 기억나시는 건가요. 그러면 둘중에 하나는 틀렸다고 생각하실겁니다. 

 

 

이 핵생성에 관한 자유에너지 식은 박막의 성장을 공부 하게되면 필연적으로 나오게 되어있고, 응고나 상변태를 공부하다 보면 역시 필연적으로 다루게 되어있는 너무도 유명한 식입니다. 그런데, 혹시 각각의 자료마다, 책마다 그 식의 형태가 다르다는 것을 알고 계신가 모르겠습니다. 단순히 기호의 차이라면 전혀 문제가 되지 않습니다. 기호란 정의하기 나름이니까. 그러나 이것은 기호가 아니라, '부호'의 차이를 갖고있습니다. 분명 아는 사람이 많을듯 했지만 유감스럽게도 내 주위에서는 이것을 아는 사람을 아직 보질 못했군요. 다들 그럴리가 있나 하는 반응. 그러나 이 글을 보는 여러분들이 이제 알게됩니다. -_ -/ 

 

 

다음에 나오는 것들은 제가 작성한것이 아니라 여러 텍스트북과 논문 등에서 가져온것들 입니다. 즉, 제가 멋대로 쓴게 아니란 겁니다. -_ -;; 

 

자, 핵생성 자유에너지 ΔG 에서 (4/3)πr³ΔGv 항 앞쪽의 부호를 보세요. (4/3)πr³ΔGv 앞의 부호는 양(+)입니다. 그리고 이 식을 이렇게 저렇게 변형하게 되면 임계핵생성 크기인 r*을 얻을 수 있는데, 이때 부호는 (-) 가 붙었군요.  

 

 

그럼 다른 자료를 봅시다. 여기서는 (4/3)πr³ΔGv 앞의 부호가 (-) 네요. 어라?  

 

 

 

또 다른 자료에서는 4/3πr³ΔGv 앞은 (+) 이며, 임계핵크기의 부호는 (-)로 계산되어졌습니다.  

 

 

또또 다른자료.  (4/3)πr³ΔGv 앞의 부호는 (-)  이며, 그리고 임계핵의 부호는 (+).

 

 

 

또또또 다른 자료.  (4/3)πr³ΔGv 는 (+) 이고, 임계핵은 (-)

 

 

 

또또또또 다른 자료는 에너지를 G가 아니라 F 로 표현했습니다만 어차피 기호는 상관없습니다. 부호는 (-) 이며, 임계핵크기는 (+) 입니다. 

 

 

또또또또또 다른 자료 하나 더 보죠.  (4/3)πr³ΔGv는 (-), 임계핵은 (+) 입니다. 

 

 

 

 

 

학생들이 많이 보는 박막 책 중 하나인 Ohring 의 책에는 (+) 부호로 되어있고, 임계핵은 (-) 부호를 갖고있죠. 그리고 역시 학생들이 많이 보는 DAVID PORTER의 상변태 책에는 (-) 부호로, 임계핵의 부호는 (+)로 되어있습니다.   분명 똑같은 식을 가지고 어느것은 (+) 이고 어느것은 (-) 입니다. 이 글을 보는 분들은 과연 자유에너지의 부호가 어떤것으로 되어있는 자료로 배웠는지 모르겠습니다. (-) 로 배웠을 수도 있고, (+) 로 배웠을 수도 있습니다. 그리고 위 자료들에 의하면 어느쪽이든 맞습니다. 그런데 만약 단지 저 결과식만 공식으로 외우고 있다면, 분명 다른 부호의 식을 접했을때 틀렸다고 하게 될 것입니다. 

 

왜 같은 것을 두고 부호가 서로 다른가 하는것은 식을 풀어나간 설명만 찾아보면 금방 쉽게 알 수 있으니 직접 한번 찾아보도록 합시다. 때문에 이에 대한 언급은 하지 않습니다. 정답없는 퀴즈! 

 

 

하지만 의문인것은, 어째서 이렇게 중요한 식을 통일시키지 않고 서로 다르게 표현해서 예기치 않게 혼동을 주고 있냐 하는것 입니다. 어디서부터, 언제부터, 뭐땜에 이렇게 되고 있는지가 궁금하군요. 학파끼리 다른 주장을 펴는 것도 아니고.. -_ -

 

 

 

 

...by 개날연..

 

 

 

참고로, 이것은 시험볼때 부호를 잘못써도 맞다고 우길수 있는 아주 좋은 핑계거리를 제공합니다. 

교수님들도 이렇게 되어있는거 모르는 분들 많을테니까 - _-  

물론 제가 그러라고 했다고 하면 안됩니다. ㅠㅠ 

실제로 여기에선 그 이유만 제대로 설명한다면 

단지 부호만 가지고 맞다 틀리다를 논할 수가 없어집니다. 

여러 자료를 다양하게 봐야 하는 이유가 바로 이런데 있습니다. -_ -/ 

 

 

 

 

카페 잔디가 쑥쑥 자라면서 벌레도 쑥쑥 같이 자란다... ㅠㅠ

 

 

 

 

글 : 개날라리연구원
그림 : 개날라리연구원
업로드 : 개날라리연구원
발행한곳 : 개날라리연구소