Чудеса на молекулярном уровне: что происходит с едой в микроволновке

© Fotolia / vvoeМикроволновая печь. Архивное фото

МОСКВА, 27 июн , Анна Урманцева. Почему в микроволновку нельзя класть металлические предметы? Что приводит к взрыву яиц? Почему жидкости нагреваются медленнее? И как микроволны действуют на еду?

Сейчас микроволновки есть практически в каждом доме. При этом не так давно подобных приборов боялись: сначала считали, что именно они виноваты в эпидемии аллергии, а затем их обвиняли в радиоактивности и облучении всего окружающего.

Сейчас на место страхов пришли вопросы о физической природе явления, которое лежит в основе действия микроволновых печей.

Невидимые волны окружают человека практически повсюду. Они не входят в группу опасного излучения, поэтому люди могут пользоваться мобильными телефонами, телевизорами и радиоприемниками, а также готовить пищу в микроволновках.

Все эти приборы излучают микроволны, поэтому, чтобы мы могли одновременно готовить пищу и говорить по телефону, в бытовых печах используются волны, частота которых не превышает 2450 мегагерц.

Первая в мире СВЧ-печка использовалась только для быстрого размораживания продуктов в солдатских столовых и военных госпиталях. Ее высота была равна примерно человеческому росту, а весила она 340 килограммов.

Так как же микроволновка нагревает продукты? В нашей пище очень много дипольных молекул, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом — отрицательный.

Именно из таких молекул состоит вода. Химические связи в молекуле воды — полярные, так как кислород подтягивает к себе отрицательно заряженные электроны, а водород — положительно заряженные.

Так как вся молекула воды является диполем (то есть молекулой с двумя разноименными полюсами), появилась возможность нагревать ее микроволнами.

Под действием излучения молекулы «кувыркаются» с бешеной частотой и в буквальном смысле «трутся» друг о друга. Выделяющееся при этом тепло и разогревает пищу.

Если вы начнете тереть одну ладонь о другую, поверхность ваших рук тоже нагреется. Только чтобы достичь эффекта микроволн, вам придется совершать движения со скоростью 4,9 миллиарда раз в секунду.

Нагрев продуктов происходит за счет двух физических механизмов — прогрева микроволнами поверхностного слоя и последующего проникновения тепла в глубину за счет теплопроводности.

Внутри микроволновки волны излучает вакуумный прибор — магнетрон. Схема его работы, с одной стороны, проста, а с другой — необычайно талантлива. Стоит только подать напряжение через внутреннюю нить и медный анод снаружи, как электроны начнут срываться со средней нити и лететь к медной секции. В этот момент с помощью магнитов можно заставить электроны поворачивать обратно к центру нити. Так, пролетая мимо отверстий полостей, они создают колебательную волну. Волны раскачивают молекулы воды, создавая таким образом тепло.

В свою очередь, яйца, помещенные в микроволновку, взрываются, поскольку молекулы воды при нагреве расширяются и образуют большое давление.

Как известно, металл, из которого состоят стенки и внутренняя поверхность микроволновок, отражает радиоволны. Если забыть вилку внутри прибора, взрыва, конечно, не произойдет, однако металл (особенно его тонкий слой — фольга или ободок на блюдце) очень быстро нагревается.

Более того, острые объекты иногда образуют «корону» (огни святого Эльма), которая может сжечь и еду, и саму микроволновку. Учитывая это, производители решили просто запретить использовать металл внутри приборов.

источник ria.ru