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實驗室中經常使用的離心機離心原理

時間:2015年12月22日 信息來源:湘智離心機 字體: 打印此頁

要把懸浮在液體中的微粒與液體分離開來,最簡單的方法是將液體靜置一段時間,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ρ>σ時,F向下,微粒下沉。

  當ρ<σ時,F向上,微粒上浮。

  當微粒非常小,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間,因此很難實現分離。為了使液體中的微粒能在較短的時間內分離開來,在實驗室中經常使用離心機。

  1-2-1離心原理

溶液中的顆粒在慣性系統中繞一軸做圓周運動時,具有一定的向心加速度,同時受向心力的作用,與向心力相平衡存在著離心力,這個離心力是非慣性系統中的力。非慣性系統中的離心力可以形成離心力場,它的性質和重力場的性質相同。在重力場中微粒所受的向心力F為

F=ma=mRw=ρvRw(1-1)

式中:ρ棗微粒的密度

v棗微粒的體積

R棗微粒作圓周運動的半徑

W棗微粒的角加速度

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離軸心方向運動。維持微粒遠離軸心運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量、旋轉半徑以及旋轉的角加速度有關。不同種類不同質量的物質最終會按照他們密度的順序排列,這便是離心不同物質的原理,離心機也是基于這個原理工作的。



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