이산화탄소를 채운 원심분리기 로터가 회전한다

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이산화탄소로 채워진 원심분리기 회전자가 300rad/s의 속도로 회전합니다. 이 경우, 이산화탄소의 몰질량은 44*10-3kg/mol, 온도는 T=300K, 로터의 반경은 0.5m이므로 분자농도의 비율을 결정하는 것이 필요하다. 로터의 벽과 중앙에 있습니다.

이 문제를 해결하기 위해 가스 농도를 계산하는 공식을 사용합니다.

여기서 n/V는 가스 농도, p는 가스 압력, R은 범용 가스 상수, T는 가스 온도입니다.

가스 농도는 압력에 비례하고 온도에 반비례하기 때문에 로터 벽과 중앙의 분자 농도 비율은 다음 비율에 의해 결정됩니다.

가스 분자에 작용하는 원심력은 로터 회전 속도와 반경의 제곱에 비례하므로 로터 벽의 가스 압력은 중앙보다 높습니다. 따라서 로터 벽과 중앙의 분자 농도 비율은 1보다 커집니다.

분자 농도의 비율을 계산하려면 로터 벽과 중앙의 가스 압력 값을 알아야합니다. 가스 압력은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

여기서 p는 가스 압력, ρ는 밀도, v는 로터 회전 속도, r은 로터 반경입니다.

가스 밀도는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

여기서 P는 대기압입니다.

값을 공식에 대체하면 다음을 얻습니다.

여기서 우리는 로터의 두 지점에서 가스 밀도와 보편적 가스 상수가 동일하고 로터 벽의 한 지점에서의 회전 속도가 로터 중심의 회전 속도와 같다는 사실을 사용했습니다.

따라서 로터 벽과 중앙의 분자 농도 비율은 로터 반경의 제곱의 비율과 같습니다.

따라서 로터 벽과 중앙의 분자 농도 비율은 4와 같습니다.

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이산화탄소를 채운 원심분리기 로터는 다양한 화학, 생물학 실험에서 원심력을 발생시키는 데 사용되는 부품이다. 원심분리기 로터의 이산화탄소는 불활성 매체로 작용하여 높은 회전 속도에서 로터 내부의 산화 또는 기타 화학 반응을 방지할 수 있습니다. 이산화탄소 원심분리기의 로터를 회전시키면 세포나 분자와 같은 입자를 크기와 밀도에 따라 분리하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이산화탄소 원심분리기 로터는 생물의학, 생화학, 분자생물학 및 기타 과학 분야의 연구에 유용한 도구가 될 수 있습니다.

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