A mikrohullámú sütést nagyrészt az okozza a mikrohullámú sütő által kibocsátott változó elektromos és mágneses mezők (azaz a “mikrohullámok”) által, amelyek a poláris molekulák . Mivel az elektromos tér iránya az idő múlásával változik, a poláris molekulák (gyakran a víz) megpróbálják követni a teret azáltal, hogy megváltoztatják az anyag belsejében lévő irányukat, hogy energetikailag kedvező konfigurációban álljanak a mező vonalai mentén (nevezetesen a pozitív a mező vonalaival azonos irányba mutató oldal). Amint ezek a molekulák gyorsan változtatják az irányt ( másodpercenként legalább milliószor ), energiát nyernek – ami megnöveli az anyag hőmérsékletét. Ezt a folyamatot dielektromos melegítésnek hívják.

A víz azonban nem az egyetlen poláris molekula a világon. Kipróbálhatja magának, hogy a legtöbb műanyag ne “t mikrohullámú sütőben melegítsen, míg a legtöbb üveg- és kerámiatárgy igen. a mikrohullámú sütő, amely megolvasztja a műanyag edényt, több köze van az étel túlmelegedéséhez, mint az étel edényének túlmelegedéséhez.

EDIT: Miután némi kutatást végeztem a bejegyzés megjegyzésében felvetett néhány kérdés megválaszolásához, nagyon érdekes információkat találtam arról, hogy miért melegszik az üveg és a kerámia a mikrohullámú sütőben, amit itt megosztok .

Először is a szerint a Királyi Kémiai Társaság ezen cikke , az úgynevezett “agyagedény” kerámiákat kategorikusan alacsonyabbra lőik. hőmérséklet, mint a “kőedény”. Ennek eredményeként a most száraznak tűnő “fajansz” belsejében nem elhanyagolható mennyiségű vízmolekula marad, míg a “kőedényben” lévő vízmolekulák hatalmas túlsúlya a a magasabb égetési hőmérséklet. A következtetés az, hogy a fajanszkerámia azért melegszik fel a mikrohullámú sütőben, mert bennük vannak a poláris vízmolekulák, amelyek dielektromos melegítésen mennek keresztül. Másrészt a kőedények (és látszólag a porcelán) a vízmolekulák hiánya miatt nem fognak melegíteni a mikrohullámú sütőben. Akárhogy is, még mindig nem ajánlom a nagymama porcelán porcelánjának mikrohullámú sütését, hogy megtudja.

Másodszor, az üveg “molekulaszerkezet látszólag lokálisan tetraéderes, de nagy hatótávolságú sorrend nélkül (azaz amorf szilárd anyag), ami azt jelenti, hogy az üveg molekuláris szerkezetében általában vannak olyan helyek, amelyek befogadják az ionos szennyeződéseket (főleg nátriumot, lásd ezt a magyarázatot arról, hogy az üveg hogyan készül, hogy képet kapjon a vegyi anyagok, amelyek a végtermékbe kerülnek). Ezek a szennyeződések csak lazán kötődnek és képesek mozogni az üveg amorf szerkezetében. Ezeknek a nátriumionoknak vagy más elemeknek nettó töltésük van (ezek ionok végül is), ami azt jelenti, hogy a mikrohullámú sütő által előidézett oszcilláló elektromos tér az ionok ide-oda lökdösését eredményezi, energiát nyerve.Az ötlet nagyon hasonlít a poláris molekulák forgatásához (amelyek elektromos dipólussal rendelkeznek , de nincs nettó töltésük), de a mechanizmus más (nevezetesen a transzlációs energia inkább mint a forgási energia).

Összefoglalva tehát a kerámia láthatóan felmelegszik, mert még mindig tartalmaz némi vizet, míg az üveg leginkább a félig szabad, töltött ionok jelenléte miatt melegszik fel.

Megjegyzések

• Nem vagyok biztos abban, hogy a molekuláris modell mennyire alkalmazható az üvegre. ‘ A fő mechanizmus az, hogy a melegítendő anyag belső elektromos térrel rendelkezik az egyenetlen töltéssűrűség miatt. Ha a külső elektromos mező váltakozik, akkor a belső mező soha nem lesz képes az igazításra.
• Nem nagyon szeretem az ilyen választ: megtalálom félrevezető, mert nem gondolom, hogy ez magyarázza a dielektromos veszteségeket. A bizonyíték az, hogy a mágneses veszteségek akkor maximálisak, ha a mező és a polarizáció közötti szög a legnagyobb.
• Gondolom, a kerámiákat azért lehet melegíteni a kemencében, mert vizet tartalmaznak, nem azért, mert polárisak. Továbbá úgy vélem, hogy az üveget nem melegítik a sütőben (nem ‘ nem végzett ellenőrzött kísérletet, de emlékszem, hogy egy pohár teát hevítettem, és a pohár felső része hidegebb volt) .
• Egy jó kerámia darabnak, amelyet megfelelően lőttek ki, teljesen nedvességtől mentesnek kell lennie. Most talán a melegítendő anyag a máz és nem az agyag, de ez ‘ más kérdés. Az üveg más kérdés. Rengeteg különféle üvegképlet létezik, amelyek némelyike mikrohullámú sütőben melegszik, mások pedig ‘ t nyertek. Nem ‘ nem vagyok szakértő az összes üveg és minden kerámia kémiájában, de megpróbálok egy kis kutatást végezni, ha egyszer számítógépre (nem csak a telefonomra) kerülhet. Addig nyugodtan tegyen egy üres poharat vagy kávéscsészét a mikrohullámú sütőbe, és győződjön meg róla.
• Ha ezt a kísérletet végzi, vigyázzon a használt műanyagra; némelyik (pl. a ” törhetetlen ” tányérokban és edényekben használt melamin) nemcsak jelentősen felmelegszik, de robbanásszerűen megrepedhet és / vagy felszabaduló formaldehid. Koránként büdös a konyhádban.

Ez nem a vízről szól

A mikrohullámú fűtésnek tulajdonképpen semmi köze az elemek nedvességtartalmához. Minden a elektromos dipólusok ( poláris molekulák ) az aggodalomra okot adó kérdésben. A vízmolekulák (sok más szerves molekulával együtt) történetesen elektromos dipólusok. (Vagyis a molekula egyik oldala pozitív töltés, a másik oldalon pedig negatív töltés.)

Amikor a sütő mikrohullámú sütővel elektromos mezőt hoz létre, all elektromos dipólusok mozognak, hogy igazodjanak a mezőhöz. Ha ennek a mezőnek az iránya gyorsan megfordul, akkor kinetikus energiát adsz ezeknek a dipólusoknak. Amint növeled a molekulák egy csoportjának kinetikus energiáját, növeled annak a csoportnak a hőmérsékletét .

Minden olyan anyag, amely jelentős mennyiségű választottat tartalmaz A ric dipólusok mikrohullámú sütőben fognak melegedni. A vízmolekulák rezonanciájának semmi köze sincs az étel mikrohullámú sütőkben történő melegítéséhez. A mikrohullámú sütők hullámainak ingadozása túl lassú ahhoz, hogy a rezonancia szerepet játszhasson.

További olvasmányért olvassa el a wikipedia cikkeit a mikrohullámú sütőkről és Dielektromos fűtés , amelynek átfogóbb módon kell megválaszolnia kérdéseit.

Megjegyzések

• Az a kérdés, hogy mind a PipperChip, mind pedig a @Geoffrey hiányzó válaszai miért vannak abból, hogy a poláris molekulák mozgása a mikrohullámú térben miért abszorpciós? Végül is szinkronban mozognak az elektromos mező vonalai mentén, amelyek jól modellezhető súrlódással járó harmonikus mozgásként. Mi okozza a súrlódást?
• @ user31748 Valójában a rendszer hőmérséklete csak a teljes belső energia statisztikai mérőszáma. A molekulák gerjesztődnek, ami növeli a belső energia, így növelve a hőmérsékletet. Valószínűleg ezt a súrlódás-analógiát kell alkalmaznia egy szem sóval. a són … Ok a belső energia nő, de a kérdés továbbra is fennáll: megadva a belső energia növekedését, mi az oka a szóródásnak. Valahogy a rendesen és koherensen oszcilláló dipólusok rendezetlenné válnak. Hogyan? Ferromágnesesség esetén a ” súrlódás ” a szomszédos tartományok között van, de mi a helyzet a dielektrikumokkal?Azt hiszem, és ez csak egy tájékozatlan találgatás, a szomszédos dipólusok kölcsönhatásba lépnek egymással, és ez az interakció továbbterjed. Mi a valódi disszipációs mechanizmus?
• Nem csak a molekulák tökéletesen koherens oszcillációs mozgása folyik – mindig van némi szuperhatalmi véletlenszerű mozgás. Tehát van esély arra, hogy két molekula eltalálja egymást – minél gyorsabban forognak, annál nagyobb az energiaátadás. Ez viszont növeli a disszipációs mechanizmust fenntartó inkoherenciát.
• Mint mondtam, nem értem, de tudom , hogy a mikrohullámú sütő ‘ működési frekvenciájának semmi köze sincs a vízhez vagy bármilyen más anyagrezonáns frekvenciához. Bármilyen véletlen egybeesés. Az FCC által kiadott ISM (ipari-tudományos-orvosi) sávfrekvenciákat nem fizikai, hanem szabályozási / bürokratikus / interferencia szempontok határozták meg.

Nem hiszem, hogy dielektromos fűtés .. inkább hasonlít az induktív fűtésre .. örvényáramok kialakulása (nagyrészt felületes), amelyek ellenállásfűtéssel hevítenek. A legjobb anyag legyen mérsékelten elektromosan vezető anyag .. ezért a fématomokat tartalmazó kerámia hevít – ahol a kizárólag fémoxid-atomokat tartalmazó kerámiák – ne “!

Ez egy váltakozó áramú környezet, így pontosabb lenne utalni az objektum reaktív impedanciájára (és nem az ohmikus ellenállására).