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離心機(jī)原理
- 發(fā)布時(shí)間：2014-8-19
要把懸浮在液體中的微粒與液體分離開來，zui簡單的方法是將液體靜置一段時(shí)間，利用重力的作用，使較重的微粒下沉，較輕的微粒上浮。如以v表示微粒的體積，ρ表示微粒的密度，σ表示液體的密度，g表示重力加速度，則使微粒下沉的力F為
F=重力-浮力=ρvg-σvg
當(dāng)ρ>σ時(shí),F向下，微粒下沉。
當(dāng)ρ<σ時(shí)，F(xiàn)向上，微粒上浮。
當(dāng)微粒非常小，而且ρ與σ很接近的情況下，微粒下沉或上浮需要很長的時(shí)間，因此很難實(shí)現(xiàn)分離。為了使液體中的微粒能在較短的時(shí)間內(nèi)分離開來，在實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常使用離心機(jī)。
1-2-1 離心原理
如圖1-2-1所示，溶液中的顆粒在慣性系統(tǒng)中繞一軸做圓周運(yùn)動時(shí)，具有一定的向心加速度，同時(shí)受向心力的作用，與向心力相平衡存在著離心力，這個(gè)離心力是非慣性系統(tǒng)中的力。非慣性系統(tǒng)中的離心力可以形成離心力場，它的性質(zhì)和重力場的性質(zhì)相同。在重力場中微粒所受的向心力F為
F=ma=mRw =ρv Rw （1-1）
式中：ρ——微粒的密度
v——微粒的體積
R——微粒作圓周運(yùn)動的半徑
W——微粒的角加速度
微粒所受的離心力與向心力大小相等，方向相反，因此離心力的大小也可以用公式（1-1）表示。
由公式（1-1）可知：在離心機(jī)中溶液里的微粒所處位置不同即R不同，所受的離心力和阻力也不相同，不同位置的微粒將以不同的速率向遠(yuǎn)離軸心方向運(yùn)動。維持微粒遠(yuǎn)離軸心運(yùn)動的離心力就是一種人造的重力，這種力的大小與微粒的質(zhì)量、旋轉(zhuǎn)半徑以及旋轉(zhuǎn)的角加速度有關(guān)。不同種類不同質(zhì)量的物質(zhì)zui終會按照他們密度的順序排列，這便是離心不同物質(zhì)的原理，離心機(jī)也是基于這個(gè)原理工作的。
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