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沉降系数

指数 沉降系数

粒子的沉降系数 s 用来表征其在沉降,尤其是离心沉降过程中的行为 ;被定义为一个微粒的沉降速度与致其沉降的加速度的比率。 沉降速度v_t (ms^)也称为终端速度 。这是一个恒定值,因为它受到重力或离心力(超速离心机提供的数万倍 g 的加速度 )由介质(通常是水 )被作用于该粒子的运动的粘性阻力所抵消,故作匀速直线运动。所施加的加速度 (ms−2)可以是重力加速度 g, 更常见的是离心加速度 \omega^2 r 。在后一种情况下, \omega是转子的角速度 ,r 是粒子和转轴( 半径 )的距离。 粘性阻力由下式(斯托克斯定律)给出:6πηr0 v,其中η是介质的粘度,r0是颗粒的半径,v是粒子的速度。此规则仅适用于较大的球体。 离心力由以下公式给出:mr\omega^。这里,r是粒子和转轴(半径)的距离。。当二力(粘性力和离心力)平衡时,粒子以恒定速度运动,该速度称为终端速度。因此,终端速度由下式给出。 重新整理这个公式,我们得到了最终的公式: 沉降系数有一个特定的时间单位,这个单位是斯维德伯格(S)。一S被定义为精确地10 -13 秒 。本质上,由于离心力越大离子沉降越快,沉降系数是用离心施加的加速度大小平衡颗粒的沉降速率。这样所得到的值就不再依赖于加速度大小,而仅由颗粒的性质和它悬浮介质决定。在文献引用中,沉降系数通常是在水中的20℃时的值。 较大的颗粒沉降更快,具​​有较高的沉降系数(S值)。然而,沉降系数没有可加性。沉降率并不仅仅取决于粒子的质量或体积,当两个颗粒结合在一起难免造成表面积减少。因此,当单独计量,他们的和将与两者结合时的粒子S值不符。核糖体就是一个例子。核糖体是最经常通过它们的沉降系数进行分辨。例如,来自细菌的70S核糖体实际上是沉降系数为70S的,虽然它是由一个50S亚基和一个30S亚基。.

目录

  1. 17 关系: 半径可加性米每秒细菌終端速度角速度黏度转子重力加速度離心機速度核糖体沉降斯维德伯格斯托克斯定律

  2. 单元操作

半径

在一个圆中,从圆心到圆周上任何一点所连成的线段称为这个圆的半径,同时,这个线段的长度(也就是圆心到圆上任意一个点的距离)也被称为半径;在数学裡常以r来表示作为长度的半径。.

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可加性

可加性是指对于某种变换来说,特定的“加法”和该变换的顺序可颠倒而不影响结果,这样一种性质。 例如对于两个实数 x 和 y,我们可以先执行加法 x+y、后把结果乘以二;也可以先各自乘以二然后再相加,两边结果是一样的。那么我们说变换“乘以二”具有可加性。.

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是國際單位制中時間的基本單位 ,符號是s。有時也會借用英文缩写標示為sec。秒在英文裡的原始詞義是計算小時的六十分之一(分鐘)後,再計算六十分之一。在西元1000至1960年之間,秒的定義是平均太陽日的1/86,400(在一些天文及法律的定義中仍然適用)。在1960至1967年之間,定義為1960年地球自轉一周時間的1/86,400 ,現在則是用原子的特性來定義。秒也可以用機械鐘、電子鐘或原子鐘來計時。 國際單位制詞頭經常與秒結合以做更細微的劃分,例如ms(毫秒,千分之一秒)、µs(微秒,百萬分之一秒)和ns(奈秒,十億分之一秒)。雖然國際單位制詞頭雖然也可以用於擴增時間,例如ks(千秒)、Ms(百萬秒)和Gs(十億秒),但實際上很少這樣子使用,大家都還是習慣用60進位的分、時和24進位的日做為秒的擴充。 秒不但是國際單位制中時間的基本單位,也是公分-克-秒制、米-公斤-秒制、米-公噸-秒制及英制單位下的時間基本單位。.

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米每秒

米每秒是速度(矢量)和速率(标量)的单位,属于国际单位制导出单位,可写作㎧(U+33A7 (13223)),m/s、m·s−1或mps。天文学上常以单位更大的千米每秒为单位,1 km/s.

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细菌

細菌(学名:Bacteria)是生物的主要類群之一,屬於細菌域。也是所有生物中數量最多的一類,據估計,其總數約有5×1030個。細菌的個體非常小,目前已知最小的細菌只有0.2微米長,因此大多--能在顯微鏡下看到它們;而世界上最大的細菌可以用肉眼直接看見,有0.2-0.6毫米大,是一種叫納米比亞嗜硫珠菌的細菌。細菌一般是單細胞,細胞結構簡單,缺乏細胞核以及膜狀胞器,例如粒線體和葉綠體。基於這些特徵,細菌屬於原核生物。原核生物中還有另一類生物稱做古細菌,是科學家依據演化關係而另闢的類別。為了區別,本類生物也被稱做真細菌(Eubacteria)。古細菌與真細菌在生活環境、營養方式以及遺傳上有所不同。細菌的形狀相當多樣,主要有球狀、桿狀,以及螺旋狀。 細菌廣泛分佈於土壤和水中,或著與其他生物共生。人體身上也帶有相當多的細菌。據估計,人體內及表皮上的細菌細胞總數約是人體細胞總數的十倍。此外,也有部分種類分布在極端的環境中,例如溫泉,甚至是放射性廢棄物中,它們被歸類為嗜極生物,其中最著名的種類之一是海棲熱袍菌,科學家是在意大利的一座海底火山中發現這種細菌的。甚至在太空梭上也能生長。然而,細菌種類是如此多,科學家研究過並命名的種類只佔其中的小部份。細菌域下所有門中,只有約一半能在實驗室培養的種類。 細菌的營養方式有自养及异养,其中异养的腐生細菌是生态系统中重要的分解者,使碳循環能順利進行。部分細菌會進行固氮作用,使氮元素得以轉換為生物能利用的形式。細菌也對人類活動有很大的影響。一方面,細菌是許多疾病的病原體,包括肺結核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由細菌所引發。然而,人類也時常利用細菌,例如乳酪及酸奶和酒釀的製作、部分抗生素的製造、廢水的處理等,都與細菌有關。在生物科技領域中,細菌有也著廣泛的運用。 總的來說,這世界上約有5×1030 隻細菌。其生物量遠大於世界上所有動植物體內細胞數量的總和。細菌還在營養素循環上扮演相當重要的角色,像是微生物造成的腐敗作用,就與氮循環相關。而在海底火山和在冷泉中,細菌則是靠硫化氫和甲烷來產生能量。2013年3月17日,研究者在深約11公里的馬里亞納海溝中發現了細菌。其他研究則指出,在美國西北邊離岸2600米的海床下580米深處,仍有許多的微生物根據這些研究人員的說法:「你可以在任何地方找到他們,他們的適應力遠比你想像的還要強,可以在任何地方存活。.

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終端速度

在流體動力學中,當物體在流體中運動時,在流體向物體運動反方向所施的力下,物體的運動速度因而不變,這時物體所移動的速度就是終端速度。 當向下的重力(Fg)相等於向上的阻力(Fd)時,自由落體中的物體會達到終端速度。此時物體的淨力為零,因此物體的速度保持不變。 當物體加速的時候(一般是因為重力而向下加速),施向物體的抗力也在增加,使得加速度慢下來。在某一個速度下,所產生的抗力會相等於物體的重量(mg)。這時候物體停止加速,並持續以不變的速度下落,這個速度就是終端速度(也叫沉降速度)。終端速度直接隨着重量與阻力的比值而變。更大的抗力代表較低的終端速度,而更大的重量則代表較高的終端速度。若一向下移動物體的速度大於終端速度(比方說它受一向下的力影響,或它掉進了較薄的大氣層區域,或它的形狀改變),它的速度會慢下來,直至達到終端速度為止。.

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角速度

角速度(Angular velocity)是在物理学中定义为角位移的变化率,描述物体轉動時,在单位时间内转过多少角度以及转动方向的向量,(更准确地说,是贗向量),通常用希腊字母Ω或ω来表示。 在国际单位制中,单位是弧度每秒(rad/s)。在日常生活,通常量度單位時間內的轉動週數,即是每分鐘轉速(rpm),電腦硬盤和汽車引擎轉數就是以rpm來量度,物理學則以rev/min表示每分鐘轉動週數。 角速度的方向垂直于转动平面,可通过右手定则来确定,物體以逆時針方向轉動其角速度為正值,物體以順時針方向轉動其角速度為負值。 角速度量值的大小稱作角速率,通常也是用ω來表示。.

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黏度

黏度(Viscosity),是黏性的程度,是材料的首要功能,也称动力粘度、粘(滞)性系数、内摩擦系数。不同物质的黏度不同,例如在常温(20℃)及常压下,空气的黏度为0.018mPa·s(10^-5),汽油为0.65mPa·s,水为1 mPa·s,血液(37℃)为4~15mPa·s,橄榄油为102 mPa·s,蓖麻油为103 mPa·s,蜂蜜为104mPa·s,焦油为106 mPa·s,沥青为108 mPa·s,等等。最普通的液体黏度大致在1~1000 m Pa·s,气体的黏度大致在1~10μPa·s。糊状物、凝胶、乳液和其他复杂的液体就不好说了。一些像黄油或人造黄油的脂肪很黏,更像软的固体,而不是流动液体。 黏滯力是流體受到剪應力變形或拉伸應力時所產生的阻力。在日常生活方面,黏滯像是「黏稠度」或「流體內的摩擦力」。因此,水是「稀薄」的,具有較低的黏滯力,而蜂蜜是「濃稠」的,具有較高的黏滯力。簡單地說,黏滯力越低(黏滯係數低)的流體,流動性越佳。 黏滯力是粘性液體內部的一種流動阻力,並可能被認為是流體自身的摩擦。黏滯力主要來自分子間相互的吸引力。例如,高粘度酸性熔岩產生的火山通常為高而陡峭的錐狀火山,因為其熔岩濃稠,在其冷卻之前無法流至遠距離因而不斷向上累加;而黏滯力低的鎂鐵質熔岩將建立一個大規模、淺傾的斜盾狀火山。所有真正的流體(除超流體)有一定的抗壓力,因此有粘性。 沒有阻力對抗剪切應力的流體被稱為理想流體或無粘流體。 黏度\mu定義為流體承受剪應力時,剪應力與剪應變梯度(剪應變隨位置的變化率)的比值,数学表述为: 式中:\tau为剪应力,u为速度场在x方向的分量,y为与x垂直的方向坐标。 黏度較高的物質,比較不容易流動;而黏度較低的物質,比較容易流動。例如油的黏度較高,因此不容易流動;而水黏度較低,不但容易流動,倒水時還會出現水花,倒油時就不會出現類似的現象。.

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转子

转子是指电动机和发电机的基本构造中,绕固定中心转动的部分。 除直线电机这种特殊的形式以外,转子通常具有中心对称的结构(单相电机)或者三个绕组互为120度的结构(三相电机),以适应高速旋转的需要。同步电动机和同步发电机的转子转速与电网的频率相同,异步电动机的转子转速低于电网的频率,异步发电机的转子转速高于电网的频率。.

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重力加速度

重力加速度是一個物體仅受重力作用的情況下所具有的加速度。重力加速度會隨高度增加而下降。 假設一個質量為m的質點與一質量為M的均勻球體的距離為r時,質量所受的重力大小為: 其中G為重力常數。 根据牛頓第二定律 可得重力加速度為 和质量没关系.

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離心機

離心機是一種機械,可藉由電動機或其他機械的帶動而高速轉動,產生數千倍於重力的離心力,以加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降系數和密度質量的物質分離。離心力的大與小,轉動速度、旋轉半徑岱以及物質的融質量而決定。離心機廣泛運用於化學工程、石油、食品加工、制藥、選礦工程、炭、水處理、核能工業和船舶等部門。 .

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速度

速度(Vēlōcitās,Vitesse,Velocità,Geschwindigkeit,Velocity)是描述物体运动快慢和方向的物理量。物体在一段时间\Delta t内的平均速度\bar是它在这段时间里的位移\Delta \boldsymbol和时间间隔之比: 物体在某一时刻的瞬时速度\boldsymbol则是定義為位置矢量\boldsymbol 隨時間t的變化率: 物理学中提到物体的速度通常是指其瞬时速度。速度在国际单位制中的单位是米每秒,国际符号是m/s,中文符号是米/秒。相对论框架中,物体的速度上限是光速。 日常生活中,速度和速率幾乎是同義的。然而在物理學中,速度和速率是两个不同的概念。速度是矢量,具有大小和方向;速率則純粹指物體運動的快慢,是标量,没有方向。举例来说,假如一辆汽车以60公里每小时的速率朝正北方行驶,那么它的速度是一个大小等于60公里每小时、方向指向正北的矢量。物体的瞬时速率等于瞬时速度的大小,而平均速率则不一定等于平均速度的大小。.

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核糖体

核糖体,旧称“核糖核蛋白体”或“核蛋白体”,是细胞中的一种细胞器因为在某些场合“细胞器”一词也会被用于专指具有磷脂双分子层膜结构的亚细胞结构,而核糖体虽然已是一种公认的细胞器,却是没有被膜包裹、完全裸露的大分子,所以核糖体有时会被严格地定义为“无膜细胞器”(non-membranous organelles)。,由一大一小两个-zh-tw:次單元;zh-cn:亚基-结合形成,主要成分是相互缠绕的RNA(称为“核糖体RNA”,ribosomal RNA,简称“rRNA”)和蛋白质(称为“核糖体蛋白质”,ribosomal protein,简称“RP”)。核糖体是细胞内蛋白质合成的场所,能读取信使RNA核苷酸序列所包含的遗传信息,并使之转化为蛋白质中氨基酸的序列信息以合成蛋白质。在原核生物及真核生物(地球上的两种具有细胞结构的主要生命形式,前者可细分为古菌、真细菌两类)的细胞中都有核糖体存在。一般而言,原核细胞只有一种核糖体,而真核细胞具有两种核糖体(线粒体和叶绿体中的核糖体与细胞质核糖体不相同)。 核糖体在细胞中负责完成“中心法则”裡由RNA到蛋白质这一过程,此过程在生物学中被称为“翻译”。在进行翻译前,核糖体小次單元会先与从细胞核中转录得到的信使RNA(messenger RNA,简称“mRNA”)结合,再结合核糖体大次單元构成完整的核糖体之后,便可以利用细胞质基质中的转运RNA(transfer RNA,简称“tRNA”)运送的氨基酸分子合成多肽。当核糖体完成对一条mRNA单链的翻译后,大小--会再次分离。 英语中的“核糖体”(ribosome)一词是由“核糖核酸”(“ribo”)和希腊语词根“soma”(意为“体”)组合而成的。.

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水(化学式:H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,水是中國古代五行之一。人體有百分之七十是水。.

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沉降

沉降又稱沉積、沉澱,是懸浮液的粒子下沉積聚的過程。原因可以是地心吸力、離心力或電磁力。在地理學,沉降通常是侵蝕作用的相反,亦即沉積物遷移的最終結果;過程包括躍移。 不同大小的東西都可以沉降,由流水中的大石頭,塵土或花粉的懸浮液,至單個分子,例如蛋白質和肽的細胞懸浮液都可以。 在地理學,此名詞通常用來描述沉積物的堆積作用,而最後會形成沉積岩;在其他化學及環境學領域等則用來描述小粒子和分子的運動。在生物工業則是指將細胞分離自介質的過程。.

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斯维德伯格

斯维德伯格(svedberg,符号为S,有时为Sv,不要将此Sv与表示国际单位制单位西弗以及非国际单位制单位斯维尔德鲁普的Sv相混淆)是一个用于表示沉降系数的非国际单位制物理单位。它表示在特别是离心过程的沉降过程中粒子类型的行为特征。斯维德伯格是一个度量时间的技术性单位 ,且准确定义为10-13秒(100飞秒)。 该单位根据瑞典化学家特奥多尔·斯韦德贝里(1884年-1971年)的名字而命名,他是1926年诺贝尔化学奖得主,因其在胶体化学上的研究并且他发明了。 较大的微粒倾向于沉降地更快并因此具有较高的斯维德伯格值。然而沉降系数S并不可以相加。沉降速率并不仅仅取决于一个微粒的质量或体积,并且当两个微粒结合在一起时就会不可避免地损失表面积。因此当分别测量时,它们的斯维德伯格值加起来并不会与结合状态粒子的相等。 斯维德伯格是用于区分核糖体的最重要的单位,核糖体在研究种系发生学时较为重要。.

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斯托克斯定律

球形物体在流体中运动所受到的阻力,等于该球形物体的半径、速度、流体的黏度与6π的乘积。这个定律叫做斯托克斯定律。 如果物体在流体中因自身的重量而下落,则其最终速度为: Category:流体力学 Category:物理定律.

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另见

单元操作