试分析说明:为什么“离心沉淀(使要被沉淀的物体在容器内做离心运动)”比“重力沉淀(静止放置,使其自由沉淀)”快?

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◎ 题目

试分析说明:为什么“离心沉淀(使要被沉淀的物体在容器内做离心运动)”比“重力沉淀(静止放置,使其自由沉淀)”快?

◎ 答案

解:设试管中液体的密度为ρ0 ,内有密度为ρ( ρ>100)
体积为△V 的某种物质的微小颗粒,
则微小颗粒所受重力为G= ρ△Vg ,所受浮力为F= ρ0 △Vg
不计液体对微粒的粘滞阻力,微粒下沉的加速度为

当离心分离机带着试管绕竖直轴高速旋转时,试管几乎处于水平位置.如果试管中装着同一种液体,其液体密度为ρ0,这时试管中与转轴相距r、体积为△V的小液滴绕轴做圆周运动所需的向心力为F=ρ0△ω2r.这个向心力是周围的液体对该液滴作用的合力,若该处是体积为△V、密度为ρ(ρ>ρ0)的某种物质的微粒,它随离心分离机高速旋转时所需向心力为F′=ρ△Vω2r,然而周围液体对这个小微粒提供的作用力为F=ρ0△ω2r,由于ρ0<ρ,F<F′,即周围液体对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”,沉淀加速度为a’=
假设液体中的物质微粒与转轴间距离r=0.2m,离心分离机的转速为3000r/min,则ω=314 rad/s,取g=10 m/s2
可得(倍)
可见,离心沉淀比    重力沉淀快得多

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“试分析说明:为什么“离心沉淀(使要被沉淀的物体在容器内做离心运动)”比“重力沉淀(静止放置,使其自由沉淀)”快?…”主要考查了你对  【离心运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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