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现象

当快速旋转透明圆柱体吸管中的液体时,它被分为深色部分和浅色部分。

解释

将番茄汁放入吸管中,将其粘贴在圆盘上,然后快速旋转圆盘,茄汁分成三层,两端呈深色,中间呈稀薄状。

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实际上,分散在液体中的具有不同比重(密度)的物质可以通过科学和工业各个领域中使用的离心机相同的原理进行分离。番茄汁含有微小的固体成分,长时间放置后会分离成液体和固体成分。这是因为重的固体成分受重力作用而沉降。

将番茄汁放入管中并使其高速旋转时,旋转运动的惯性(所谓的离心力)在两端均施加大于重力的力,沉降迅速进行。牛奶盒做成的圆盘旋转速度出奇地快,在一定条件下,可以像真正的离心机一样高速旋转。

所需材料

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①牛奶包装盒②钻孔器
③风筝线约1m(直径约1.5mm)
④透明吸管1根⑤番茄汁1杯
⑥注射器⑦胶带
其他:直尺、剪刀、纸巾等

实验中使用的材料的详细信息

・牛奶包装盒:1000ml牛奶包装盒,从中间分开使用;
・透明吸管:透明(约5mm×180mm);
・番茄汁:充分混合,不加盐;

Step 1——如图所示,在打开并冲洗过的牛奶纸包装上画出一个半径3cm的圆,剪下圆盘并按图上所示钻孔。同样的圆盘需制作两个。

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Step 2——剪下两根3cm长的吸管,用胶带固定,这两段吸管将成为垫片以保持稳固。如图:

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Step 3——将风筝线穿过圆盘上的孔,并将两端绑在一起形成一个环。在回路的每个末端缠绕一块胶带三遍,以形成一个手柄。(*请务必缠绕布胶带,因为直接拉扯章鱼线可能会伤害您的手。)

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Step 4——将剩余的吸管切成11厘米长,将一端弯曲两次至5毫米长,然后紧紧包裹胶带。如图:

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Step 5——用注射器将要分离的液体(番茄汁)放入吸管中,然后弯曲开口端,如第4步中的图示,擦去漏出的液体并包好胶带。

小学生最爱100个小实验 离心机

 

 


Step 6——将第5步中的长吸管放在圆盘上的短吸管支撑之间,用另一个圆盘夹住,然后用胶带固定。如图:

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Step 7——如图所示旋转圆盘,旋转约50次后,取出吸管并观察。可尝试各种液体。*请勿将脸靠近旋转盘。

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成功实验的技巧

・确保将装有要离心的液体的吸管末端折叠两次,并牢固地粘上纸胶带。边缘处理不足会由于旋转而导致液体泄漏。
・首先手动转动圆盘,然后拉线两端的手柄。当圆盘开始旋转时,可利用旋转动量,只需通过缓慢拉动或松开来缓慢增加旋转速度。
・请使用液体和固体的混合物进行测试。具有完全溶解成分的材料(例如咖啡和牛奶)无法使用此设备分离。

真正的离心机是怎样的?

根据结构差异,离心机可大致分为两种类型。一个“离心过滤器”,在容器中有一个孔,用于容纳要分离的物料,还有一个“离心沉降器”,不带孔。离心过滤器的原理与洗衣机的脱水功能相同,可使用金属或布快速刮除固体成分,并将其与液体分离。它用于从淀粉和糖晶体中除去水的过程以及污水处理中。

第二种是“离心沉降器”,将如本实验中所述,离心沉降器将具有不同比重的液体和固体分离成圆柱形容器中的层。对于将牛奶分为奶油和脱脂牛奶,从油脂中分离杂质以及将血液分为液体和固体成分至关重要。

离心机为我们的生活提供支持,同时在世界各地的工厂和实验室中运转。

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手动离心机可以挽救生命

将血液离心可以用于诊断疟疾和其他疾病,但是医疗离心机价格昂贵,并且需要动力才能运行。结果,它没有在非洲和亚洲的发展中国家广泛使用。美国斯坦福大学的研究团队开发了一种使用简易的手动离心机,仅用几元钱就能成功地分离出疟疾病原体。

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