Номер 12.26, страница 42 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

12.26 [Д. 42] В молочном сепараторе (от лат. separator — разделитель) цельное молоко поступает по вертикальному каналу в центр вращающегося сосуда. Какая из отводных трубок сепаратора расположена ближе к оси вращения — для снятого молока или для сливок?

Решение

Принцип работы молочного сепаратора основан на действии центробежной силы, возникающей при вращении. Цельное молоко представляет собой эмульсию, то есть смесь двух нерастворимых друг в друге жидкостей: молочного жира (из которого состоят сливки) и водной фазы (снятое молоко или обрат).

Плотность сливок меньше плотности снятого молока, так как жир легче воды. Обозначим плотность сливок как $\rho_{с}$ и плотность снятого молока как $\rho_{м}$. Таким образом, $\rho_{с} < \rho_{м}$.

Во время вращения сосуда на все частицы молока действует центробежная сила, направленная от оси вращения. Эта сила пропорциональна массе частиц. Так как частицы снятого молока имеют большую плотность, они обладают большей массой при одинаковом объеме по сравнению с частицами сливок. В результате более тяжелые и плотные компоненты (снятое молоко) отбрасываются дальше от центра к стенкам вращающегося сосуда. Более легкие и менее плотные компоненты (сливки) вытесняются к центру, то есть ближе к оси вращения.

Следовательно, для сбора разделенных фракций отводная трубка для сливок должна быть расположена ближе к оси вращения, а трубка для снятого молока — дальше от нее.

Ответ: ближе к оси вращения расположена отводная трубка для сливок.