Magnetronverwarming wordt grotendeels veroorzaakt door de veranderende elektrische en magnetische velden (dat wil zeggen de “microgolven”) die worden uitgezonden door uw magnetron en die beïnvloeden polaire moleculen . Terwijl de richting van het elektrische veld in de loop van de tijd verandert, proberen de polaire moleculen (vaak van water) het veld te volgen door hun oriëntatie in het materiaal te veranderen om langs de veldlijnen in een energetisch gunstige configuratie (namelijk met de positieve zijde die in dezelfde richting wijst als de veldlijnen). Omdat deze moleculen snel van richting veranderen ( minstens miljoenen keren per seconde ), winnen ze energie op – wat de temperatuur van het materiaal verhoogt. Dit proces wordt diëlektrische verwarming genoemd.

Water is echter niet het enige polaire molecuul ter wereld. U kunt zelf testen of de meeste kunststoffen niet “t verhitten in een magnetron, terwijl de meeste glazen en keramische objecten dat wel doen. magnetron die uw plastic kom doet smelten, heeft meer te maken met het oververhitten van uw voedsel dan met het oververhitten van de container van dat voedsel.

BEWERK: Na wat onderzoek te hebben gedaan om een aantal vragen te beantwoorden die in de reacties op dit bericht naar voren zijn gekomen, heb ik een aantal zeer interessante informatie gevonden over waarom glas en keramiek opwarmen in de magnetron, die ik hier zal delen .

Allereerst wordt volgens dit artikel van de Royal Society of Chemistry zogenaamd “aardewerk” keramiek gebakken op categorisch lager temperaturen dan steengoed. Als gevolg hiervan blijft een niet te verwaarlozen hoeveelheid watermoleculen achter in het nu schijnbaar droge aardewerk, terwijl het enorme overwicht van watermoleculen in steengoed is weggenomen als gevolg van de hogere baktemperatuur. De conclusie is dat aardewerk keramiek opwarmt in de magnetron omdat ze de polaire watermoleculen bevatten die diëlektrische verwarming ondergaan. Aan de andere kant zal steengoed (en blijkbaar porselein) niet opwarmen in de magnetron vanwege hun respectieve gebrek aan watermoleculen. Hoe dan ook, ik zou nog steeds niet aanraden om het porselein van je grootmoeder in de magnetron te zetten om erachter te komen.

Ten tweede is de “moleculaire structuur van glas blijkbaar lokaal tetraëdrisch maar zonder orde op lange termijn (dwz het is een amorfe vaste stof), wat betekent dat er zijn vaak spaties in de moleculaire structuur van het glas om ionische onzuiverheden op te nemen (meestal natrium, zie deze uitleg van hoe glas wordt gemaakt om een idee te krijgen van de chemicaliën die in het eindproduct terechtkomen). Deze onzuiverheden zijn slechts losjes gebonden en kunnen zich verplaatsen binnen de amorfe structuur van het glas. Deze natriumionen of andere elementen hebben een netto lading (ze zijn ionen immers), wat betekent dat het oscillerende elektrische veld geproduceerd door de magnetron ervoor zorgt dat de ionen heen en weer verdringen en energie winnen.Het idee lijkt sterk op de rotaties van polaire moleculen (die een elektrische dipool hebben maar geen nettolading), maar het mechanisme is anders (namelijk translatie-energie eerder dan rotatie-energie).

Kortom, keramiek warmt blijkbaar op omdat er nog wat water in zit, terwijl glas vooral opwarmt door de aanwezigheid van halfvrije, geladen ionen.

Opmerkingen

• Ik ‘ m niet zeker hoe goed het moleculaire model van toepassing is op glas. Het kernmechanisme is dat de te verhitten materie interne elektrische velden heeft vanwege de niet-uniforme ladingsdichtheid. Als het externe elektrische veld afwisselt, zal het interne veld nooit kunnen worden uitgelijnd.
• Ik vind dit soort antwoord niet echt leuk: ‘ misleidend omdat ik niet denk dat ‘ niet de diëlektrische verliezen verklaart. Het bewijs is dat de magnetische verliezen maximaal zijn wanneer de hoek tussen het veld en de polarisatie het grootst is.
• Ik denk dat keramiek in de oven kan worden verwarmd omdat ze water bevatten, niet omdat ze polair zijn. Ik geloof ook dat glas niet wordt verwarmd in de oven (‘ voer geen gecontroleerd experiment uit, maar ik herinner me dat ik een glas thee opwarmde en het bovenste deel van het glas kouder was) .
• Een goed stuk keramiek dat op de juiste manier is gebakken, moet volledig vochtvrij zijn. Misschien is het materiaal dat wordt verwarmd het glazuur en niet de klei, maar dat ‘ is een ander probleem. Glas is een andere zaak. Er is een enorm aantal verschillende glasformules, waarvan sommige worden verwarmd in de magnetron en andere ‘ t. Ik ‘ ben geen expert op het gebied van de chemie van al het glas en alle keramiek, maar ik ‘ zal proberen wat onderzoek te doen zodra ik kan op een computer komen (niet alleen mijn telefoon). Zet in de tussentijd gerust een leeg glas of koffiemok in je magnetron en ontdek het zelf.
• Als je dit experiment gaat doen, wees dan voorzichtig met het plastic dat je gebruikt; sommige (bijv. de melamine die wordt gebruikt in ” onbreekbare ” borden en kookgerei) zullen niet alleen aanzienlijk opwarmen, maar kunnen ook explosief barsten en / of formaldehyde vrijgeven. Stinkt je keuken eeuwenlang.

Dit gaat niet over water

Magnetronverwarming heeft eigenlijk niets te maken met het vochtgehalte van items. Het heeft alles te maken met de hoeveelheid elektrische dipolen ( polaire moleculen ) in het item van zorg. Watermoleculen (met veel andere organische moleculen) zijn toevallig elektrische dipolen. (Dat wil zeggen, één kant van het molecuul heeft een positieve lading en de andere kant heeft een negatieve lading.)

Wanneer de oven een magnetron gebruikt om een elektrisch veld te maken, alle elektrische dipolen bewegen om uit te lijnen met dat veld. Als de richting van dat veld snel omkeert, geef je deze dipolen kinetische energie. Als je de kinetische energie van een groep moleculen verhoogt, verhoog je de temperatuur van die groep .

Elk materiaal dat aanzienlijke hoeveelheden elect Ric-dipolen worden verwarmd in een magnetron. Ook heeft resonantie van watermoleculen niets te maken met het verwarmen van voedsel in magnetrons. De trillingen van de golven in magnetrons zijn te traag om resonantie een rol te laten spelen.

Voor meer informatie, bekijk de Wikipedia-artikelen op Magnetronovens en Diëlektrische verwarming , die uw vragen grondiger zouden moeten beantwoorden.

Opmerkingen

• De vraag die de verder prima antwoorden van zowel PipperChip als @Geoffrey missen, is: waarom de beweging van polaire moleculen in een microgolfveld absorberend is? Ze bewegen immers synchroon langs de elektrische veldlijnen die redelijk goed gemodelleerd als harmonische beweging met wrijving. Wat veroorzaakt de wrijving?
• @ user31748 Eigenlijk is de temperatuur van een systeem slechts een statistische maat voor de algehele interne energie. De moleculen worden aangeslagen rotatie, wat de interne energie waardoor de temperatuur stijgt. Je zou die wrijvingsanalogie waarschijnlijk moeten nemen met een korreltje zout.
• Mij werd verteld dat ik op zout … Ok de interne energie neemt toe, maar de vraag blijft: gegeven de toename van interne energie wat is de oorzaak dissipatie. Op de een of andere manier raken de normaal en coherent oscillerende dipolen verstoord. Hoe? In het geval van ferromagnetisme is de ” wrijving ” tussen aangrenzende domeinen, maar hoe zit het met diëlektrica?Ik denk, en dit is slechts een niet-geïnformeerde gok, dat de naburige dipolen elektrisch interageren en die interactie plant zich voort. Wat is het echte dissipatiemechanisme?
• Er is niet alleen een perfect coherente oscillerende beweging van de moleculen – er is altijd een willekeurige willekeurige beweging van superkrachten. Er is dus een kans dat twee moleculen elkaar raken – hoe sneller ze draaien, hoe groter de overdracht van energie. Dit vergroot op zijn beurt de incoherentie die het dissipatiemechanisme ondersteunt.
• Zoals ik al zei, ik begrijp het niet, maar ik weet dat de magnetron ‘ s bedrijfsfrequentie heeft absoluut niets te maken met water of welke andere resonantiefrequentie dan ook. Elk toeval is toevallig. De ISM-bandfrequenties (industrieel-wetenschappelijk-medisch) die door de FCC zijn uitgegeven, werden bepaald door overwegingen van regelgeving / bureaucratie / interferentie, niet door fysica.

Ik denk niet dat het diëlektrische verwarming is .. het lijkt meer op inductieve verwarming .. het ontstaan van wervelstromen (grotendeels oppervlakkig) die verhit worden door weerstandsverwarming. Het beste materiaal zou wees een matig elektrisch geleidende substantie .. vandaar dat keramiek dat metaalatomen bevat warmte – waar keramiek dat uitsluitend metaaloxide-atomen bevat – don t!

Het is een AC-omgeving, dus het zou nauwkeuriger zijn om te verwijzen naar de reactieve impedantie van het object (en niet naar de ohmse weerstand).