在试验室、医院里,常用离心分离机将不同密度的物质分离开来。
① 关于“重力沉淀”
设试管中液体的密度为ρ0,内有密度为ρ(ρ>ρ0)、体积为ΔV的某种物质的微小颗粒,则微小颗粒的重力为G=ρΔVg,所受液体对其的浮力F=ρ0ΔVg,不计液体对微粒的粘滞阻力,微粒下沉的加速度为

② 关于“离心沉淀”
离心分离机装置如图所示。
当离心分离机带着试管绕竖直轴高速旋转时,两个试管几乎处于水平位置。如果试管中装有同一种液体,其密度为ρ0,这时试管中与转轴相距为r、体积为ΔV的小液滴绕轴做圆周运动所需的向心力为F=ρ0ΔVω2r。
这个向心力肯定是周围的其它液体对该液滴作用的合力。若该处是体积为ΔV、密度为ρ(ρ>ρ0)的某种物质的微粒,它随离心分离机绕竖直轴高速旋转时,所需的向心力为
F′=ρ0ΔVω2r。
然而,周围液体对这个小微粒的作用力(指向转动中心)为F=ρ0ΔVω2r。
由于ρ>ρ0,所以F′>F,即周围液体对微粒指向圆心的作用力小于它所需要的向心力,微粒便做离心运动,向管底“下沉”,沉淀加速度为

③重力沉淀加速度与离心沉淀加速度大小的比较
由a=(1-
)g和a′=(1-
)ω2r可知,只要ω2r>g,即ω>
,离心沉淀就比重力沉淀快。
假设液体中的物质微粒与转动轴r=0.2m,离心分离机的转速为3000r/min,则ω=314rad/s,取g=9.8m/s2,则a′/a=ω2r/g=3142×0.2/9.8倍=2000倍。可见,离心沉淀比重力沉淀快得多。
高速旋转的离心分离机,能将混在一块的密度不相同的固体物质颗粒分开,也是这个道理。