Question

試分析說(shuō)明：為什么“離心沉淀（使要被沉淀的物體在容器內(nèi)做離心運(yùn)動(dòng)）”比“重力沉淀（靜止放置，使其自由沉淀）”快？

Answer 1

解：設(shè)試管中液體的密度為ρ₀ ，內(nèi)有密度為ρ( ρ>100)
體積為△V 的某種物質(zhì)的微小顆粒，
則微小顆粒所受重力為G= ρ△Vg ，所受浮力為F= ρ₀ △Vg
不計(jì)液體對(duì)微粒的粘滯阻力，微粒下沉的加速度為

當(dāng)離心分離機(jī)帶著試管繞豎直軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，試管幾乎處于水平位置．如果試管中裝著同一種液體，其液體密度為ρ₀，這時(shí)試管中與轉(zhuǎn)軸相距r、體積為△V的小液滴繞軸做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力為F=ρ₀△ω²r．這個(gè)向心力是周圍的液體對(duì)該液滴作用的合力，若該處是體積為△V、密度為ρ(ρ>ρ₀)的某種物質(zhì)的微粒，它隨離心分離機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)所需向心力為F′=ρ△Vω²r，然而周圍液體對(duì)這個(gè)小微粒提供的作用力為F=ρ₀△ω²r，由于ρ₀<ρ，F(xiàn)<F′，即周圍液體對(duì)微粒提供的作用力小于微粒所需的向心力，微粒便向管底“下沉”，沉淀加速度為a’=
假設(shè)液體中的物質(zhì)微粒與轉(zhuǎn)軸間距離r=0.2m，離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min，則ω=314 rad/s，取g=10 m/s²，
可得（倍）
可見(jiàn)，離心沉淀比    重力沉淀快得多