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离心机原理
  • 发布日期:2014-08-19      浏览次数:773
    • 要把悬浮在液体中的微粒与液体分离开来,zui简单的方法是将液体静置一段时间,利用重力的作用,使较重的微粒下沉,较轻的微粒上浮。如以v表示微粒的体积,ρ表示微粒的密度,σ表示液体的密度,g表示重力加速度,则使微粒下沉的力F为

                                   F=重力-浮力=ρvg-σvg

             当ρ>σ时,F向下,微粒下沉。                                                                   

             当ρ<σ时,F向上,微粒上浮。

      当微粒非常小,而且ρ与σ很接近的情况下,微粒下沉或上浮需要很长的时间,因此很难实现分离。为了使液体中的微粒能在较短的时间内分离开来,在实验室中经常使用离心机。

       

      1-2-1 离心原理

         

      如图1-2-1所示,溶液中的颗粒在惯性系统中绕一轴做圆周运动时,具有一定的向心加速度,同时受向心力的作用,与向心力相平衡存在着离心力,这个离心力是非惯性系统中的力。非惯性系统中的离心力可以形成离心力场,它的性质和重力场的性质相同。在重力场中微粒所受的向心力F为

                              F=ma=mRw =ρv Rw           (1-1)

      式中:ρ——微粒的密度

            v——微粒的体积

            R——微粒作圆周运动的半径

            W——微粒的角加速度

      微粒所受的离心力与向心力大小相等,方向相反,因此离心力的大小也可以用公式(1-1)表示。

      由公式(1-1)可知:在离心机中溶液里的微粒所处位置不同即R不同,所受的离心力和阻力也不相同,不同位置的微粒将以不同的速率向远离轴心方向运动。维持微粒远离轴心运动的离心力就是一种人造的重力,这种力的大小与微粒的质量、旋转半径以及旋转的角加速度有关。不同种类不同质量的物质zui终会按照他们密度的顺序排列,这便是离心不同物质的原理,离心机也是基于这个原理工作的。

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