Mikroaaltouuni kuumenee suurimmaksi osaksi muuttamalla sähkö- ja magneettikenttiä (ts. ”mikroaaltoja”), joita mikroaaltouuni lähettää, vaikuttavat napamolekyylit . Kun sähkökentän suunta muuttuu ajan myötä, napamolekyylit (usein vesi) yrittävät seurata kenttää muuttamalla suuntaa materiaalin sisällä riviin pitkin kenttäviivoja energisesti suotuisassa kokoonpanossa (nimittäin positiivisen samaan suuntaan kuin kenttäviivat). Kun nämä molekyylit vaihtavat suuntaa nopeasti ( vähintään miljoonia kertoja sekunnissa ), ne saavat energiaa – mikä nostaa materiaalin lämpötilaa. Tätä prosessia kutsutaan dielektriseksi lämmitykseksi .

Vesi ei kuitenkaan ole ainoa napamolekyyli maailmassa. Voit testata itse, että useimmat muovit eivät ”t kuumene mikroaaltouunissa, kun taas useimmat lasi- ja keraamiset esineet. mikroaaltouunissa muovikulhosi sulattamisella on enemmän tekemistä ruoan ylikuumenemisen kanssa kuin kyseisen ruoan säiliön ylikuumenemisen kanssa.

MUOKKAA: Tehtyäni tutkimusta tämän viestin kommenteissa esitettyjen kysymysten käsittelemiseksi, olen löytänyt erittäin mielenkiintoista tietoa miksi lasi ja keramiikka lämpenevät mikroaaltouunissa, jaan tämän täällä .

Ensinnäkin mukaan tämä Royal Society of Chemistryn artikkeli ns. ”keramiikkaa” ammutaan kategorisesti alhaisemmalla tasolla. lämpötiloissa kuin ”kivitavarat”. Tämän seurauksena ei-merkityksetön määrä vesimolekyylejä pysyy kuivana näennäisen ”saviastian” sisällä, kun taas ”kivitavaroissa” oleva vesimolekyylien valtaosa on poistettu korkeampi polttolämpötila. Johtopäätös on, että keramiikka keramiikkaa kuumenee mikroaaltouunissa, koska siinä on polaarisia vesimolekyylejä, jotka läpikäyvät dielektrisen lämmityksen. Toisaalta kivitavara (ja ilmeisesti posliini) ei kuumene mikroaaltouunissa johtuen niiden vesimolekyylien puutteesta. Joko niin, en silti suosittele isoäitisi posliiniposliinin mikroaaltouunin selvittämistä.

Toiseksi lasi ”molekyylirakenne on ilmeisesti paikallisesti tetraedraali, mutta ilman pitkän kantaman järjestystä (eli se on amorfinen kiinteä aine), mikä tarkoittaa, että lasin molekyylirakenteessa on yleensä välilyöntejä ionisten epäpuhtauksien (enimmäkseen natrium, katso tämä selitys ) lasin valmistamiseksi saadaksesi käsityksen lasin molekyylirakenteesta. kemikaalit, jotka menevät lopputuotteeseen). Nämä epäpuhtaudet ovat vain löyhästi sitoutuneita ja kykenevät liikkumaan lasin amorfisen rakenteen sisällä. Näillä natriumionien tai muiden alkuaineiden nettovaraus (ne ovat ionit loppujen lopuksi), mikä tarkoittaa, että mikroaaltouunin tuottama värähtelevä sähkökenttä saa ionit heiluttamaan edestakaisin saaden energiaa.Idea on hyvin samanlainen kuin polaaristen molekyylien (joissa on sähködipoli , mutta ei nettovarausta) kierrot, mutta mekanismi on erilainen (nimittäin translaatioenergia pikemminkin kuin pyörimisenergia).

Yhteenvetona keramiikka ilmeisesti lämpenee, koska se sisältää vielä vähän vettä, kun taas lasi lämpenee enimmäkseen puolivapaiden, varautuneiden ionien vuoksi.

Kommentit

• En ’ ole varma, kuinka hyvin molekyylimalli soveltuu lasiin. Ydinmekanismi on, että kuumennettavalla aineella on sisäiset sähkökentät epätasaisen varaustiheyden vuoksi. Jos ulkoinen sähkökenttä vaihtuu vuorotellen, sisäisellä kentällä ei ole koskaan kykyä kohdistaa.
• En tykkää tällaisesta vastauksesta todella: löydän sen harhaanjohtavaa, koska en mielestäni ’ usko, että tämä selittää dielektriset tappiot. Todiste on, että magneettihäviöt ovat suurimmat, kun kentän ja polarisaation välinen kulma on suurin.
• Luulen, että keramiikkaa voidaan lämmittää uunissa, koska se sisältää vettä, ei siksi, että se on napainen. Uskon myös, että lasia ei kuumenneta uunissa (ei tehnyt ’ t kontrolloitua kokeilua, mutta muistan, että lämmitin lasillisen teetä, ja lasin yläosa oli kylmempi) .
• Hyvän keraamisen kappaleen, joka on ammuttu oikein, ei pitäisi olla täysin kosteutta. Ehkä lämmitettävä materiaali on lasite eikä savi, mutta ’ on eri asia. Lasi on toinen asia. On olemassa valtava määrä erilaisia lasikaavoja, joista osa lämpenee mikroaaltouunissa ja osa voitti ’ t. En ’ en ole asiantuntija kaiken lasin ja kaiken keramiikan kemiasta, mutta yritän ’ yrittää tehdä vähän tutkimusta, kun olen pääsen tietokoneelle (ei vain puhelimelleni). Sillä välin voit laittaa tyhjä lasi- tai kahvimuki mikroaaltouuniin ja katso itse.
• Jos aiot tehdä tämän kokeen, ole varovainen käyttämäsi muovin suhteen; jotkut (esim. ” rikkoutumattomissa ” levyissä ja astioissa käytetty melamiini) eivät vain kuumene merkittävästi, mutta voivat myös halkeilla räjähdysmäisesti ja / tai vapauta formaldehydi. Haisi keittiösi ikuisesti.

Tämä ei ole tietoa vedestä

Mikroaaltolämmityksellä ei todellakaan ole mitään tekemistä esineiden kosteuspitoisuuden kanssa. Siinä on kaikki tekemistä sähködipolien määrän kanssa ( polaariset molekyylit ) huolenaiheessa. Vesimolekyylit (monien muiden orgaanisten molekyylien kanssa) ovat satunnaisesti sähköisiä dipoleja (eli molekyylin toisella puolella on positiivinen varaus ja toisella puolella on negatiivinen varaus.)

Kun uuni käyttää mikroaaltoa sähkökentän muodostamiseen, all sähködipolit liikkuvat kohdakkain kyseisen kentän kanssa. Jos kentän suunta kääntyy nopeasti, annat näille dipoleille kineettisen energian. Kun lisäät molekyyliryhmän” kineettistä energiaa, nostat kyseisen ryhmän lämpötilaa .

Kaikki materiaalit, jotka sisältävät merkittäviä määriä valittuja Ric-dipolit lämpenevät mikroaaltouunissa. Vesimolekyylien resonanssilla ei myöskään ole mitään tekemistä ruoan lämmittämisen kanssa mikroaaltouuneissa. Mikroaaltouunien aaltojen värähtelyt ovat liian hitaita resonanssille.

Lisätietoja on wikipedian artikkeleissa Mikroaaltouunit ja dielektrinen lämmitys , joiden pitäisi vastata kysymyksiisi kattavammin.

Kommentit

• Sekä PipperChipin että @Geoffrey missin muuten hienot vastaukset ovat, miksi napamolekyylien liike mikroaaltokentässä on absorboiva? Loppujen lopuksi ne liikkuvat synkronoituna sähkökentän viivoja pitkin, joita hyvin mallinnettu harmonisena liikkeena kitkalla. Mikä aiheuttaa kitkan?
• @ user31748 Itse asiassa järjestelmän lämpötila on vain tilastollinen mitta koko sisäisestä energiasta. Molekyylit innostuvat pyörimisestä, mikä lisää sisäistä Energia nostaa lämpötilaa. Sinun pitäisi todennäköisesti ottaa tämä kitka-analogia jyvän suolan kanssa.
• Minua käskettiin leikkaamaan suolalla … Ok, sisäinen energia kasvaa, mutta kysymys on edelleen: myönnetty sisäisen energian lisäys, mikä on syy hajoamiseen. Jotenkin normaalisti ja johdonmukaisesti värähtelevät dipolit häiriintyvät. Miten? Ferromagnetismin tapauksessa ” kitka ” on naapurialueiden välillä, mutta entä dielektrikit?Mielestäni, ja tämä on vain tietämätön arvaus, naapurimaiden dipolit ovat vuorovaikutuksessa sähköisesti ja tämä vuorovaikutus etenee. Mikä on todellinen hajaantumismekanismi?
• Molekyylien ei ole vain täysin johdonmukaista värähtelyliikettä – aina on myös jotain supervoiman satunnaisliikettä. Joten on mahdollista, että kaksi molekyyliä osuu toisiinsa – mitä nopeammin ne pyörivät, sitä suurempi energiansiirto tapahtuu. Tämä puolestaan lisää epäjohdonmukaisuutta, joka ylläpitää hajoamismekanismia.
• Kuten sanoin, en ymmärrä, mutta tiedän , että mikroaaltouuni ’ toimintataajuudella ei ole mitään tekemistä veden tai minkään muun materiaaliresonanssitaajuuden kanssa. Mikä tahansa sattuma on sattumaa. FCC: n antamat ISM-taajuusalueet (teollinen-tieteellinen-lääketieteellinen) määritettiin sääntely- / byrokraattisilla / häiriötekijöillä, ei fysiikan avulla.

En usko, että se on dielektrinen lämmitys .. se muistuttaa enemmän induktiivista lämmitystä .. sellaisten pyörrevirtojen (suurelta osin pintaisten) muodostuminen, jotka lämmittävät vastuslämmityksen avulla. Paras materiaali olla kohtuullisesti sähköä johtava aine .. siis metalliatomeja sisältävät keramiikat kuumenevat – missä yksinomaan metallioksidiatomeja sisältävät keramiikat – älä!

Se on vaihtovirtaympäristö, joten olisi tarkempaa viitata kohteen reaktiiviseen impedanssiin (eikä sen ohmiseen resistanssiin).