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電子レンジはどのように機能しますか?

<ブロック引用>

放射は、電子レンジ内の熱がどのように伝達されるかです。電子レンジは、水分子を刺激して振動させるのに非常に優れています。食品はほとんどが水であるため、分子の活発な動きによって分子間摩擦が生じ、それが食品を調理するための熱を発生させます。

ある日、アメリカ人エンジニアのパーシー・スペンサーは、彼が取り組んでいたマイクロ波レーダーの前を通り過ぎた後、ポケットのチョコレートバーが溶けていることに気づきました。スペンサーは、マグネトロンから発せられる強力なマイクロ波エネルギーが、戦争で敵を狩るだけでなく、たまにパスタを調理するのにも使用できることに気付きました.

この発見は革命的で純粋に偶然であり、形容詞の組み合わせがたまらなく楽しいものでした。その後、スペンサーが意図的に電子レンジで調理した最初の食品は、ポップコーンでした。まるで魔法のように遠くから、彼が火の上に置かずに調理した2番目のアイテムは、実験者の1人の顔で爆発した卵でした.この瞬間は歴史的なものでした。

原始的な電子レンジを持つパーシー・スペンサー。

スペンサーを雇っていた会社であるレイセオンは、食品を囲んでマイクロ波を照射することで食品を調理または再調理する装置の特許をすぐに申請しました。創造性をまったく考慮しない装置は、単に電子レンジと呼ばれていました。しかし、どのように機能しますか?チョコレートバーが溶けたのはなぜですか?

放射線

熱源と熱源の間の熱は 3 つの方法で伝達されます。対流、熱が媒体によって伝達される場合、通常は液体で、熱い空気が冷たい空気と接触するときのように。そして最後に、熱が電磁波によって伝達されるときの放射です。これは、空の空間を何百万マイルも移動した太陽の光によって与えられる暖かさなど、伝播する媒体を必要としません。電子レンジは電磁波であり、放射は電子レンジ内の熱がどのように伝達されるかです。

3 種類の熱伝達。

ただし、波にさらされている食品全体に熱がどのように分散されるかはまだ不明です。マイクロ波は水分子を刺激して振動させるのに非常に優れており、食品はほとんどが水であるため、分子の活発な動きが分子間摩擦を引き起こし、それが食品を調理するための熱を発生させます。しかし、なぜ水分子なのですか?それは優れた双極子だからです。

マイクロ波が水分子を標的とする理由

2つの水素原子が1つの酸素原子に結合すると、水分子が形成されます。ただし、分子は「Y」を逆さまにしたような形をしています。 2 つの正の水素原子は一方の端で一緒に押しつぶされ、一方、非常に負の酸素原子はもう一方の端にくっついています。したがって、分子の一端は正電荷を示し、反対側の端は負電荷を示します。分子は di- を形成します。 ポール。

水分子は優れた双極子です。 (写真提供:ウィキメディア・コモンズ)

電界が双極子に接触すると、双極子は電界の電荷に合わせようとしますが、マイクロ波は単なる電界ではありません。それらは急速に交互になります。電場が交互に変わると、双極子の配列も変わります。つまり、双極子が回転します。マイクロ波によって激しく回転する水分子は、他の分子を激しく回転させます。すぐに、すべての水分子が興奮して回転します。分散された振動エネルギーが食品の温度を上昇させます。

電子レンジを選ぶ理由

電磁波のエネルギーは周波数が高くなるほど大きくなります。では、赤外線や紫外線を使って、より迅速かつ効率的に食品を調理してみませんか?赤外線や紫外線は、食品の表面に吸収されてから水中に到達するため、使用されません。ただし、マイクロ波は、水が存在するより深いところまで浸透する可能性があります。赤外線または紫外線で肉を加熱すると、肉が「熱く見える」場合がありますが、下の肉は未調理のままです.そうは言っても、長時間の赤外線加熱は最終的に肉も加熱します。これは、コンロで調理するときの通常の加熱で明らかです.実際、多くのオーブンは赤外線ベースです。

ティン! (写真提供:buykitchenstuff.com)

次に電波があります – さらに低い周波数の電磁波です。それらを使用しないのはなぜですか?傾向から推測すると、彼らはさらに浸透しているのではないでしょうか?電子レンジができる前から、実は電波を使って食べ物を温めていたのです!しかし、現代の通信技術のほとんどは電波に基づいているため、食品を加熱するために電波を使用し続けると、間違いなく電子干渉が発生します.

最後に、マイクロ波加熱は食品を調理する最も迅速で効率的な方法ですが、すべての食品を同じように簡単に加熱できるわけではありません.明らかに、水分を含んだ食品は最も加熱しやすいです。ただし、砂糖や脂肪を含む食品は、より多くの労力を必要とします。これは、それらの分子の双極子運動が水分子の双極子運動よりもはるかに小さいためです.

また、金属製の容器に入った食品を電子レンジで加熱することも避ける必要があります。金属が電磁波を反射するという事実がレーダーの動作原理です。オーブンに金属製のボウルを入れると、金属製の船のように、ほとんどのマイクロ波エネルギーが反射されます。

電子レンジは波が逃げないように作られているため、反射したエネルギーは壁で跳ね返り、金属製のボウルで再反射されることに注意してください。その結果、温室効果が発生します。エネルギーが蓄積され、オーブン内の温度が危険なレベルに達し、最終的にオーブンが顔で爆発する可能性があります.このようなことが起こる危険性を理解していない場合は、おそらく電子レンジ ポップコーンに固執する必要があります!


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