一個(gè)小游戲來了解離心機(jī)工作原理

   如果單純的講一些理論，非專業(yè)人士會(huì)有點(diǎn)迷糊，所以要通俗的解說離心機(jī)的工作原理，首先我們需要來做一個(gè)游戲，現(xiàn)在拿出一張紙,在上面畫一個(gè)圓,點(diǎn)出圓心的位置并畫一條半徑.假設(shè)在半徑和圓周交點(diǎn)處有一個(gè)物體,那么這就是一個(gè)非常簡易的離心機(jī)縱視圖.由這個(gè)圖來解釋離心機(jī)的工作原理.物體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)遵循一個(gè)規(guī)律:F=m*v*v/r,式中F代表離心力,它沿著半徑指向圓心.m代表物體的質(zhì)量,v代表物體的線速度,當(dāng)然還有角速度那是在另一個(gè)公式里.r就是半徑了.在一個(gè)離心機(jī)中離心力主要由機(jī)壁提供,當(dāng)上述等式成立時(shí),物體就會(huì)一直做圓周運(yùn)動(dòng)而不離開圓面. 但當(dāng)離心機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度提高到使左邊小于右邊,也就是說離心力不足時(shí)物體就會(huì)逃脫離心力的控制而離開圓面這樣離心機(jī)中物體就被甩出了。

    了解了大概的理論之后就是具體的來說說離心機(jī)的工作原理：當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜置不動(dòng)時(shí)，由于重力場(chǎng)的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會(huì)上浮。微粒在重力場(chǎng)下移動(dòng)的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場(chǎng)的強(qiáng)度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。

    此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時(shí)還伴隨有擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散是無條件的的。擴(kuò)散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴(kuò)散越嚴(yán)重。而沉降是相對(duì)的，有條件的，要受到外力才能運(yùn)動(dòng)。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對(duì)小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們?cè)谌芤褐谐赡z體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因?yàn)轭w粒越小沉降越慢，而擴(kuò)散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。所以需要利用離心機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，才能迫使這些微粒克服擴(kuò)散產(chǎn)生沉降運(yùn)動(dòng)。

    離心就是利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。

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