今日、私はマイクロ波が食品に含まれる水分子に電磁波を吹き付けることで食品を加熱することを学びました。

それは食品を意味しますか? 0%の水分(そのようなものが存在する場合-乾燥スパイス?)は電子レンジから熱を受け取ることはありませんか?その場合、明らかな水を含まないプラスチックなどを電子レンジで溶かすことができるのでしょうか?

コメント

  • 勝ちました'私は'推測しているだけなので、答えを残さないでください。しかし、次の質問をするかもしれません。自由?プラスチックが多孔質の場合、空気中にあるときに表面に水を吸収する可能性がありますか?最も重要なこと:マイクロ波照射下で水を加熱する水には何が特別なのですか?答えは、$ H_2O $にはマイクロ波の周波数に対応するいくつかの振動モードがあるということだと思います。この場合:プラスチックのポリマーにも電子レンジの周波数に対応するモードがありますか?
  • これが、クッキーの上に少量の水を振りかけて電子レンジに入れる場合の理由です。
  • @Se ñ orO I 'あなたの推論に従わない…
  • @Michael通常、電子レンジにクッキーを入れると、本当に熱くなるのはチョコレートチップだけです。クッキー全体に水をかけると、生地の部分が熱くなり、オーブンから出たばかりのように暖かくてねばねばします。クッキーの余分な水は、その過程で蒸発します。
  • @Se ñまたはOなるほど。したがって、クッキーの味はその温度と粘度に影響されます。

回答

電子レンジの加熱が主に発生します電子レンジから放出されるに影響を与える電界と磁界の変化(つまり「マイクロ波」)によって極性分子。電界の方向が時間の経過とともに変化すると、極性分子(多くの場合、水の)は、材料内の配向を変化させて、エネルギー的に好ましい構成(つまり、正の構造)で力線に沿って整列することにより、電界を追跡しようとします。力線と同じ方向を指す側)。これらの分子は急速に方向を変えると(少なくとも1秒間に数百万回)、エネルギーを獲得します。これにより、材料の温度が上昇します。このプロセスは誘電加熱と呼ばれます。

ただし、世界で極性分子は水だけではありません。ほとんどのプラスチックは電子レンジで加熱しないのに対し、ほとんどのガラスやセラミックの物体は加熱しないことを自分でテストできます。プラスチック製のボウルを溶かす電子レンジは、その食品の容器を過熱することよりも、食品を過熱することと関係があります。

編集:この投稿へのコメントで提起されたいくつかの質問に対処するためにいくつかの調査を行った後、私はここで共有する電子レンジでガラスとセラミックが熱くなる理由についていくつかの非常に興味深い情報を見つけました。

まず第一に、王立化学協会のこの記事によると、いわゆる「陶器」セラミックは、分類的に低い温度で焼成されます。その結果、「石器」の水分子の圧倒的多数が除去された一方で、無視できない量の水分子が今や乾燥しているように見える「土器」の中に残っています。より高い焼成温度。結論として、陶器のセラミックは、誘電加熱を受ける極性の水分子を含んでいるため、マイクロ波で加熱されます。一方、石器(および明らかに磁器)は、それぞれ水分子が不足しているため、電子レンジで加熱されません。いずれにせよ、私はまだあなたの祖母の磁器の陶磁器を電子レンジで調べることをお勧めしません。

第2に、ガラスの分子構造は明らかに局所的に四面体ですが、長距離秩序がありません(つまり、アモルファス固体です)。ガラスの分子構造には、イオン性不純物(主にナトリウム、ガラスがどのように作られているかについてのこの説明を参照)を収容するためのスペースがある傾向があります。これらの不純物は緩く結合しているだけで、ガラスのアモルファス構造内を移動できます。これらのナトリウムまたはその他の元素のイオンは正味の電荷を持っています(イオン)これは、マイクロ波オーブンによって生成された振動電場がイオンを前後に揺らし、エネルギーを獲得することを意味します。考え方は極性分子(電気双極子はあるが正味電荷がない)の回転と非常に似ていますが、メカニズムは異なります(つまり、並進エネルギーではなく

要約すると、セラミックはまだ水を含んでいるために明らかに加熱されますが、ガラスは主に半遊離の荷電イオンの存在のために加熱されます。

コメント

  • I '分子モデルがガラスにどれだけうまく適用できるかわかりません。核となるメカニズムは、不均一な電荷密度のために、加熱される物質が内部電界を持っているということです。外部電界が交互に変化する場合、内部電界は整列することができなくなります。
  • 私は'この種の答えが本当に好きではありません:私はそれを見つけます'これが誘電損失を説明しているとは思わないため、誤解を招く恐れがあります。その証拠は、磁場と分極の間の角度が最大のときに磁気損失が最大になることです。
  • セラミックは極性ではなく水を含んでいるため、オーブンで加熱できると思います。また、ガラスはオーブンで加熱されていないと思います('制御された実験は行いませんでしたが、お茶を加熱したことを覚えています。ガラスの上部は冷たくなりました) 。
  • 正しく焼成された優れたセラミックは、完全に水分がない状態である必要があります。今、加熱されている材料は粘土ではなく釉薬であるかもしれませんが、それは別の問題です。'ガラスは別の問題です。非常に多くの異なるガラス製法があり、その中には電子レンジで加熱されるものもあれば、' tに勝つものもあります。私は'すべてのガラスとすべてのセラミックの化学の専門家ではありませんが、'一度、少し調べてみます(私の電話だけでなく)コンピューターに乗ることができます。それまでの間、空のグラスまたはコーヒーマグを電子レンジに入れて、自分の目で確かめてください。
  • この実験を行う場合は、使用するプラスチックに注意してください。一部(例:"壊れない"プレートや調理器具で使用されているメラミン)は、かなり熱くなるだけでなく、爆発的に割れたり、ひびが入ったりする可能性があります。ホルムアルデヒドを放出します。何年もの間、キッチンの臭いがします。

回答

これは水についてではありません

マイクロ波加熱は実際にはアイテムの水分含有量とは関係ありません。それは 電気ダイポール の量と関係があります(関心のある項目の極性分子)。水分子(他の多くの有機分子を含む)はたまたま電気双極子です(つまり、分子の片側に正の電荷があり、反対側は負の電荷を持っています。)

オーブンが電子レンジを使用して電界を生成する場合、 all 電気ダイポールはそのフィールドに整列するように移動します。そのフィールドの方向がすばやく反転する場合、これらのダイポールに運動エネルギーを与えます。分子のグループの運動エネルギーを増やすと、そのグループの温度が上がります。 。

かなりの量の選出物を含む資料ric双極子は電子レンジで加熱されます。また、水分子の共鳴は電子レンジで食品を加熱することとは関係ありません。電子レンジでの波の振動は遅すぎて共振が役割を果たせません。

詳細については、電子レンジに関するウィキペディアの記事をご覧ください。 および誘電加熱。これにより、質問にさらに詳しく答えることができます。

コメント

  • PipperChipと@Geoffreyの両方のそれ以外の点では細かい答えが見当たらないという質問は、マイクロ波場での極性分子の運動がなぜ吸収性であるのかということです。摩擦を伴う調和運動として非常によくモデル化されています。摩擦の原因は何ですか?
  • @ user31748実際には、システムの温度は全体的な内部エネルギーの単なる統計的尺度です。分子は回転的に励起され、内部を増加させます。エネルギーがこのように温度を上昇させます。おそらく、その摩擦を一粒の塩と類似させる必要があります。
  • 私は削減するように言われました塩の上で…わかりました、内部エネルギーは増加します、しかし問題は残ります:内部エネルギーの増加を認められて、原因の散逸は何ですか。どういうわけか、正常にそして首尾一貫して振動する双極子は無秩序になります。どうやって?強磁性の場合、"摩擦"は隣接するドメイン間にありますが、誘電体についてはどうでしょうか。私は思います、そしてこれは単なる情報のない推測です、隣接する双極子は電気的に相互作用し、その相互作用は伝播します。実際の散逸メカニズムとは何ですか?
  • 進行中の分子の完全にコヒーレントな振動運動だけでなく、常に超強力なランダム運動があります。したがって、2つの分子が互いに衝突する可能性があります。回転が速いほど、エネルギーの伝達が大きくなります。これにより、散逸メカニズムを維持するインコヒーレンスが増加します。
  • 私が言ったように、私は理解していませんが、電子レンジがiv id = “f90e610932″であることを知っています >

の動作周波数は、水やその他の材料の共振周波数とはまったく関係ありません。偶然は偶然です。 FCCによって提供されるISM(産業-科学-医療)帯域周波数は、物理学ではなく規制/官僚/干渉の考慮事項によって決定されました。

回答

誘電加熱とは思わない..誘導加熱に似ている..抵抗加熱によって加熱する渦電流(主に表面)の確立。最良の材料は適度に導電性の物質である..したがって、金属原子を含むセラミックは熱を発しますが、金属酸化物原子のみを含むセラミックは熱を発しません。

これはAC環境であるため、オブジェクトの無効インピーダンスを参照する方が正確です(オーム抵抗ではありません)。

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