Separazione per centrifugazione

gio73
Buongiorno a tutti, vi espongo alcune perplessità (di cui mi vergogno un po'... :oops: )

Allora... se un corpo eterogeneo, come la terra, si trova a girare su se stesso le sue componenti si separeranno in base alla densità: le più dense si accumuleranno al centro, mentre le frazioni leggere migreranno più o meno lentamente verso l'esterno, corretto?

Altro caso: desidero separare le componenti di un miscuglio eterogeneo, sfruttando le diverse densità; inserisco la provetta in una centrifuga in modo tale che la provetta sia inclinata verso l'esterno, quale frazione mi aspetto di trovare sul fondo della provetta: quella più densa o quella meno densa?

Risposte
Sk_Anonymous

gio73
Ciao Nav, speravo proprio nel tuo intervento
la pagina non mi si apre,
ad ogni modo mi aspetto di trovare la frazione più densa sul fondo della provetta, giusto?

Quinzio
Nel caso della terra la forza centrifuga è una fischiata in confronto a quella gravitazionale che tira verso il centro.
Comunque, centrifugando, i materiali più densi vanno verso l'esterno.

Sk_Anonymous
La seconda si apre? Ad ogni modo, Quinzio è stato chiaro.

gio73

grazie ad entrambi.
Cerco di rielaborare il concetto sperando di rendermelo più chiaro, correggetemi senza pietà.

In un moto circolare uniforme la accelerazione centrifuga ha lo stesso modulo della accelerazione centripeta $omega^2*r$ ma verso opposto (verso l'esterno), se il moto è appunto circolare uniforme ($omega=kost$) e la distanza dall'asse di rotazione $r$ è costante, allora le masse sono sottoposte ad una accelerazione costante, un po' come nel campo gravitazionale. Di conseguenza gli oggetti con densità maggiore "cadranno" verso l'esterno (nel verso della accelerazione centrifuga) così come gli oggetti più densi tendono a decantare sul fondo in un miscuglio eterogeneo di acqua e fango. Ci sono?

sonoqui_1
Non penso che sia valida in generale questa affermazione, basta vedere cosa accade quando gettiamo un secchio d'acqua (meno densa) sul terreno (più denso): questo lascia passare l'acqua, anche quando è molto compatto, che per effetto della gravità tende a concentrarsi sopra uno strato più impermeabile. Se ce ne è tanta di acqua, come nel mare, allora l'acqua (in parte) sta sopra la terra.
La stessa cosa si può verificare quando i diversi componenti sono solidi e divisi in particelle più o meno grandi: della polvere può depositarsi negli starti più bassi, lasciando in superficie solo la sabbia, ad esempio, anche se questa è costituita di un materiale più denso.

gio73
Ciao

la polvere, se è costituita dallo stesso materiale della sabbia, ha la sua stessa densità.
Immaginiamo la seguente situazione: in un contenitore troviamo ghiaia e una polvere più sottile, se scuotiamo per un certo tempo il contenitore per poi lasciarlo in quiete vedremo che la polvere è andata a occupare gli interstizi lasciati vuoti dalla ghiaia a cominciare dal basso (in effetti la ghiaia si può approssimare a sferette di diametro maggiore rispetto a quelle della polvere, quindi adagiandosi le une sulle altre devono per forza lasciare degli spazi vuoti abbastanza grandi da poter ospitare i granelli di polvere). Se la polvere non è molto più abbondante della ghiaia alla fine vedremo spuntare solo i granelli di ghiaia perché la polvere si è depositata in basso.
Nel caso dell'acqua e del terreno, il liquido scende perché riesce a passare attraverso gli interstizi che si trovano tra le particelle solide del terreno. Se le particelle che costituiscono il terreno sono molto fini, come le argille, possono creare uno strato impermeabile e impedire all'acqua di scendere.

Sk_Anonymous
"gio73":

grazie ad entrambi.
Cerco di rielaborare il concetto sperando di rendermelo più chiaro, correggetemi senza pietà.

In un moto circolare uniforme la accelerazione centrifuga ha lo stesso modulo della accelerazione centripeta $omega^2*r$ ma verso opposto (verso l'esterno), se il moto è appunto circolare uniforme ($omega=kost$) e la distanza dall'asse di rotazione $r$ è costante, allora le masse sono sottoposte ad una accelerazione costante, un po' come nel campo gravitazionale. Di conseguenza gli oggetti con densità maggiore "cadranno" verso l'esterno (nel verso della accelerazione centrifuga) così come gli oggetti più densi tendono a decantare sul fondo in un miscuglio eterogeneo di acqua e fango. Ci sono?


Ci sei ! :lol:

sonoqui_1
Un moto qualsiasi di un punto materiale può essere descritto come moto circolare uniforme, basta scegliere il giusto sistema di riferimento. Il fatto è che deve essere un moto circolare uniforme rispetto ad un sistema di riferimento inerziale, perchè sia presente la sola forza centrifiga come forza apparente, nel sistema di riferimento rotante rispetto a quello inerziale. Almeno dal punto di vista della meccanica classica, la sola che conosco, basta questa precisazione.
Riguardo all'argilla, questa spesso si trova come umida, così come anche la pietra. Può contenere dell'umidità assorbita o adsorbita.

gio73
@Sonoqui
non ti seguo bene visto che ho forti difficoltà in fisica, come si può facilmente capire.
@Nav
Vediamo se ci ho preso sul serio, faccio alcuni esempi

Sono il direttore di una miniera d'oro e devo estrarre delle pagliuzze d'oro (tutte della stessa dimensione, si sono formate così) da una sabbia aurifera, procedo nel modo seguente:

1) setaccio la sabbia con una rete che abbia le dimensioni delle pagliuzze in modo da ritrovarmi una sabbia costituita da pagliuzze d'oro e altri componenti tutti delle stesse dimensioni. Sicuramente ciascun frammento non d'oro ha una massa inferiore a ciascuna pagliuzza

2) posiziono la mia sabbia su un disco il cui bordo è leggermente rialzato e dotato di un "dente" che impedisca alle particelle che sono riuscite a superarlo di ricadere indietro quando il disco si ferma, metto in rotazione il disco ad una opportuna velocità. E' ragionevole aspettarsi che le pagliuzze si accumulino lungo il bordo?

Sk_Anonymous
LA domanda che poni è troppo generica, cara Gio. E non precisa i termini del problema.
Bisogna rendersi conto che stai parlando di un insieme di granuli e polvere, certamente di diversa densità se consideri il singolo granello (massa diviso volume) , ma la densità media di un granulato (in linguaggio tecnico si parla di "peso all'ingombro" ) può essere alquanto diversa. E inoltre, non si possono trascurare, nel tuo esempio, le forze che nascono tra i granuli e tra questi e il disco....

Perciò, la risposta più onesta che posso darti è : non lo so !!!

gio73
Grazie comunque

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