Уже во времена Майкла Фарадея было хорошо известно, что чем мельче размер частиц молотого кофе, тем дольше эти частицы будут плавать в воде и тем полнее и насыщеннее будет вкус напитка. Минимальный размер зерен кофе, который удавалось получить в начале 19 века, составлял 10 микрон.
Почему частицы кофе в чашке Фарадея не оседали на дно мгновенно под действием силы тяжести? (1 балл)
В каких условиях частицы могли бы не оседать на дно чашки, а наоборот всплывать на поверхность? Как этого добиться? (3 балла)
В течение какого времени после приготовления кофе Фарадей мог спокойно завтракать, не боясь полного осаждения всех частиц кофе? Высота чашки Фарадея
Примечание: скорость оседания частиц в жидкости можно оценить по формуле
v = 2(pi)r2(p-p0)g/9h, где r – размер частиц, p – плотность материала частиц, p0 – плотность воды, g – ускорение свободного падения, h – вязкость воды. Плотность кофе примите равной 1.1 г/см3, остальные данные найдите самостоятельно.
Фарадей сумел решить проблему получения наночастиц, взвешенных в жидкости, правда, не для кофе, а для золота. Полученные им в
Оцените по этим данным размер наночастиц золота, полученных Фарадеем. Высота уровня жидкости в пробирке Фарадея
Каким же образом Фарадею без использования современных синтетических методов удалось получить частицы столь малого размера? Напишите уравнения реакций, которые могут приводить к образованию золей золота. Почему частицы в золе Фарадея не «слипаются» в более крупные агрегаты? (3 балла)
Осаждение взвешенных в жидкости наночастиц может быть ускорено при помощи ультрацентрифугирования.
На чем основан этот способ? (1 балл)
За какое время можно полностью осадить золь Фарадея в ультрацентрифуге, ротор которой вращается со скоростью 1000 оборотов в секунду? Высота уровня жидкости в пробирке с золем Фарадея
Не произойдет ли разрушение пробирки при ультрацентрифугировании с такой скоростью? Масса содержимого пробирки
