離心機離心現象是高中物理課中重要的、有趣的,并且有很多實際應用的內容。文中介紹一種多功能離心機,并簡單講解洗衣機脫水筒、棉花糖機、離心沉淀機三種對離心現象的應用,使大家對離心現象及其應用有更全面的理解。
關 鍵 詞: 離心機;離心現象;教具制作
離心運動的主要內容為離心現象及其應用,對離心現象的應用實例主要有:洗衣機脫水筒、棉花糖機、離心沉淀機三種。
1、 離心機的支架兩塊32cm ×25cm木板,四個角分別鉆一個孔,孔大小以膨脹螺絲大小為準。上方木板中間挖成鏤空圓形,大小以風扇大小為準,以便電機和風扇穿過。用膨脹螺絲連接兩塊木板,組成離心機的外部支架。另外, 下方木板底部膨脹螺絲的頭部用哥倆好使其與防震墊片粘連。
2、轉動裝置采用單相罩極異步電機,具有小巧美觀,結構緊湊,維護簡單,起動轉矩較小,噪音低,振動小的優勢。 在轉動電機上安裝風扇葉以及隔熱片,防止石英管加熱時電機過熱,同時當離心機應用為“棉花糖機”時, 可以將糖絲向上吹。
3、加熱裝置制作棉花糖機時,采用石英加熱管,將其用絕緣膠帶粘在上方木板上,便于拆卸。石英加熱管的溫度能達到1200°C,必須采用絕熱導線與三相插頭進行連接。
4、部裝裝置①:將易拉罐側面靠下方鉆兩或三排小孔,在 下方距底部5cm處用電鋸割開成兩半,取易拉罐的下半部分。在上方每隔2cm剪開深約2cm豁口,向內翻折,防止轉動時罐內部物質從頂部飛出。在易拉罐底部中心位置打孔,將螺絲插入。
實驗演示及原理 :
1、脫水機的演示 頂部采用裝置①,把易拉罐底部螺絲與轉動電機連接,無須加熱裝置,還需要一個底部掏空的塑料盆, 用小磁鋼使盆與木板連接,組成一個罩,防止水花飛濺。將一塊濕布放在易拉罐中,開啟轉動電機,水從小罐側面小孔飛出,可聽到水打到盆的“嘩嘩”聲。關閉電機后取出布,布相較之前的狀態變干,裝置達到脫水機的效果。這是由于布上的水在高速旋轉的小罐中產生離心現象,與布脫離,通過罐上的孔向外飛出,盆中會有很多被甩出的水。
2、棉花糖機的演示頂部采用裝置①,把易拉罐底部螺絲與轉動電機連接,需要加熱裝置,同樣需要放置底部掏空塑料盆。 先在罐內加入白砂糖,打開加熱管預熱兩分鐘預熱,使砂糖融化成糖漿。然后關閉加熱管,打開轉動電機,可 看到棉花糖絲飛出,用木棒或塑料棒將棉花糖卷出。 由于糖漿被加熱時香味四溢,學生躍躍欲試,開啟轉動電機后,糖漿在高速旋轉的小罐中做離心運動,貼到小罐外壁,通過小罐外壁的細孔飛出,由于孔的直徑很小,糖漿飛出瞬間遇到冷空氣凝結成絲狀物體,此時,使木棒在盆內環繞,便可得到一串松軟的棉花糖。
以上介紹的簡易型離心機也就是學生可以自己研究簡單操作下,在實際實驗中還是要購買上海安亭科學儀器廠生產的離心機,使用方便,運行穩定,安全可靠。