回覆列表
-
1 # 使用者7860504485347
-
2 # 使用者3486140770140
微波爐,顧名思義,就是用微波來煮飯燒菜的。微波爐是一種用微波加熱食品的現代化烹調灶具。微波是一種電磁波。這種電磁波的能量不僅比通常的無線電波大得多,而且還很有"個性",微波一碰到金屬就發生反射,金屬根本沒有辦法吸收或傳導它;微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑膠等絕緣材料,但不會消耗能量;而含有水分的食物,微波不但不能透過,其能量反而會被吸收。
微波是指波長為0.01~1米的無線電波,其對應的頻率為30000兆赫到300兆赫。為了不干擾雷達和其他通訊系統,微波爐的工作頻率多選用915兆赫或2450兆赫。
微波爐由電源,磁控管,控制電路和烹調腔等部分組成。電源向磁控管提供大約4000伏高壓,磁控管在電源激勵下,連續產生微波,再經過波導系統,耦合到烹調腔內。在烹調腔的進口處附近,有一個可旋轉的攪拌器,因為攪拌器是風扇狀的金屬,旋轉起來以後對微波具有各個方向的反射,所以能夠把微波能量均勻地分佈在烹調腔內。微波爐的功率範圍一般為500~1000瓦。從而熱好食物。
微波爐的核心元器件是磁控管(這是半導體時代為數不多的廣泛使用的電子管),家用微波爐的工作頻率是2.4G(和wifi的頻率很接近,工業微波爐一般的980MHz,要低很多),波長大約10釐米,微波爐加熱的原理是磁控管發出電磁波,在微波爐內的金屬腔內被反覆反射,如果電磁波在傳輸途徑上遇到極性分子,那麼電磁波會損失一部分能量用於極性分子的極化,不過極化的單次能量損失並不大,也不會產生太強的物理化學效應,否則你也會被wifi搞出問題。
微波爐的機制是在一個反射率極高的封閉金屬腔體內,那麼由於光速極高導致多次反射,電磁波會在能量損失完之前,會無數次的透過被加熱的極性分子。透過的次數與透過極性分子的能量損耗率相關,也就是說被加熱的物體越大,越容易被極化,那麼電磁波透過的次數越少,也約接近於正常的微波加熱。
不過在能量損耗率極低的情況下(例如微波爐空轉),電磁波在微波爐的反射次數就與金屬腔體的反射率及磁控管本身的吸收率相關,由於來回反射的次數會非常大,那麼電磁波的疊加,電場強度會指數級增大,直到擊穿空氣(這就是微波爐的打火,或者說產生電弧的現象),或者微波爐壁的金屬板感應出大電流發熱,或者磁控管損壞為止,總之需要將能量消耗掉。不過現代微波爐都有保護電路,探測到磁控管或者爐壁溫度異常升高就會自動切斷電源,避免器件損壞。
以上說了這麼多,其實就是說明由於反射和密閉金屬腔體,微波爐的能量直接作用於被加熱物質上,基本上被加熱的物體形狀與大小無關(有一個下限,蚊子大小是不是下限需要計算一下),放的東西越小,加熱速度越快,這與傳統的加熱方式(例如火焰)完全不一樣。
回到蚊子的問題上,一隻蚊子的典型重量是2毫克,是由水分和蛋白質等極性分子構成,把蚊子加熱到100度大約需要1焦耳的能量,而微波爐的典型功率是900W,也就是說在1-2毫秒內蚊子就該熟了(這裡沒有仔細考慮金屬腔體的反射率),但在這麼短的時間內水是來不及沸騰的(沸騰的過程其實很複雜),蚊子的體內的蛋白質也會同時被反覆極化,理論上蚊子的體液10毫秒就到1000度,蚊子被瞬間碳化的可能性更大,然後微波爐自動保護而斷電。就這個場景來說,蚊子死於體內蛋白質反覆極化變性(此時體液來不及沸騰),可以說死於微波輻射效應。
不過微波爐內要有一杯牛奶,能量會大部分被牛奶吸收,蚊子也許可以活上半秒,然後被變熟,脫水,掉在微波爐底上,這就是死於加熱效應。
另外一種可能是感應電弧擊穿,不過這通常是高導電率物體(例如金屬片或者金屬絲),吸滿血的蚊子會不會首先被電弧擊穿需要進行實驗,這就是蚊子另外的死法了!