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微波爐加熱食物原理
閱讀：2310 發(fā)布時(shí)間：2021-7-15很多人對(duì)微波爐的了解并不夠,，只要是食物,，就喜歡用微波爐“叮"一下,，導(dǎo)致頻頻“翻車",。為什么微波爐不能加熱雞蛋？放進(jìn)微波爐加熱的食物為什么不能用金屬器皿來(lái)盛,？要了解這些,，我們需要先知道微波爐加熱食物的原理。
疫情宅家的日子,，微波爐成了很多人解決吃飯問(wèn)題的好幫手,。然而，很多人對(duì)微波爐的了解并不夠,，只要是食物,，就喜歡用微波爐“叮"一下，導(dǎo)致頻頻“翻車",。為什么微波爐不能加熱雞蛋,？放進(jìn)微波爐加熱的食物為什么不能用金屬器皿來(lái)盛？要了解這些,，我們需要先知道微波爐加熱食物的原理,。
圖片來(lái)源：微博
微波爐是怎樣將食物加熱的？
微波爐加熱食物的原理是用微波輻射來(lái)加熱食物,。微波和我們平時(shí)所見(jiàn)的光一樣,，都是一種電磁波。微波專門(mén)指的是波長(zhǎng)在 1 毫米到 1 米之間的電磁波,?？梢?jiàn)光指的是波長(zhǎng)在 400 到 700 納米之間的電磁波。
一般的家用微波爐產(chǎn)生的微波的頻率是 2.45GHZ 左右,，波長(zhǎng)在 12 厘米左右,。當(dāng)用微波爐加熱食物的時(shí)候，食物的分子會(huì)吸收微波所攜帶的能量,，吸收了能量的食物分子會(huì)發(fā)生振動(dòng),，這種振動(dòng)在宏觀上的表現(xiàn)就是食物溫度的升高。
微波爐是利用微波來(lái)加熱食物的
更具體的說(shuō),，微波爐采用的是介電加熱,。介電加熱指的是指利用電磁輻射來(lái)加熱介電質(zhì)的一種方式，介電質(zhì)是一種可被電極化的絕緣體,。
比如說(shuō),，水就是一種介電質(zhì),，一個(gè)水分子包含兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子。雖然水分子整體上是電中性的,，但是氧原子帶負(fù)電荷,，而氫原子帶正電，如下圖所示,。水分子的這種性質(zhì)讓水成了一種理想的介電質(zhì)。
水分子示意圖
將把水分子置入電磁波中,，由于電磁波中電場(chǎng)的作用,，水分子中的帶負(fù)電的氧原子會(huì)傾向于朝反著電場(chǎng)的方向位移，而氫原子會(huì)朝著電場(chǎng)的方向移動(dòng),。氧原子和氫原子的這種位移是很小的,，并不足以導(dǎo)電，這種現(xiàn)象就叫做介電質(zhì)的電極化,。
介電質(zhì)的極化
當(dāng)把水放入微波爐加熱時(shí),，微波爐發(fā)出的微波的電場(chǎng)不斷變換著方向，水分子的氧原子和氫原子就不斷的變換位置,，這種位置的變化可以理解成水分子的振動(dòng),。隨著時(shí)間的流逝，水中大多數(shù)分子都會(huì)產(chǎn)生這種振動(dòng),，水溫就會(huì)變高,。
另外，脂肪和糖也是電介質(zhì),，但是它們的分子在電場(chǎng)中移動(dòng)的位置比水小,，因此加熱它們需要更長(zhǎng)的時(shí)間。
微波爐加熱食品主要加熱的是食品里面的水分
有些人可能聽(tīng)過(guò)這樣一種說(shuō)法,，說(shuō)微波爐是從內(nèi)到外加熱食物的,，這種說(shuō)法是正確的嗎？
對(duì)于一些有外殼的食物,，情況可能確實(shí)如此,。比如說(shuō)雞蛋，雞蛋內(nèi)部是液體,，是良好的介電質(zhì),，在微波爐內(nèi)容易被加熱，而雞蛋外殼,，則被加熱的很慢,。當(dāng)把雞蛋放進(jìn)微波爐加熱時(shí)，雞蛋內(nèi)部會(huì)首先熱起來(lái),，內(nèi)部的熱量被外殼禁錮著得不到釋放,，當(dāng)加熱到一定程度時(shí),，雞蛋殼就會(huì)被撐破，雞蛋就會(huì)爆裂,。
對(duì)于普通的食物,，比如說(shuō)饅頭，米飯,，面包等等,，它們內(nèi)部的水分分布比較均勻，當(dāng)放進(jìn)微波爐時(shí),，它們都是被均勻加熱的,，并不是從內(nèi)到外加熱的。
了解了微波加熱的原理,，我們才能更好地避開(kāi)微波爐使用雷區(qū),。
微波爐不能用來(lái)加熱什么？
微波爐加熱食物,，主要是加熱食物中的水分,。一般來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)食物特別干燥,，是不宜使用微波爐來(lái)加熱的,。
例如，紙不能放入微波爐里面加熱,。這些干燥的易燃物不是介電質(zhì),，它們不會(huì)吸收微波爐的熱量，所以會(huì)導(dǎo)致微波爐里面的溫度越來(lái)越高,，當(dāng)高于一定溫度時(shí),，就會(huì)點(diǎn)燃這些可燃物。
被微波爐燒掉的紙
另外,，使用微波爐加熱的一個(gè)很重要的原則是,，不要把金屬放入微波爐。這是因?yàn)橛梦⒉t加熱金屬時(shí),，微波爐發(fā)出的能量并不會(huì)被金屬吸收,，而是被金屬反射，這時(shí)微波爐里面積聚的能量會(huì)越來(lái)越多,，當(dāng)能量達(dá)到一定程度時(shí)微波爐甚至?xí)鸹鸨ā?/p>
另外,，正是由于金屬可以反射微波，所以微波爐的四周和門(mén)都是用金屬做的,，這樣可以有效地把微波限制在微波爐內(nèi)部,，防止微波逸出，造成安全隱患。
廚房不愧也是“戰(zhàn)場(chǎng)",，微波爐的出現(xiàn)和軍工有關(guān)
你可能想不到,，廚房里的微波爐最開(kāi)始竟是由一個(gè)軍工企業(yè)*制造出來(lái)的，這是怎么一回事呢,？
這就要從微波爐里面產(chǎn)生微波的裝置——磁控管說(shuō)起,。磁控管最初是給雷達(dá)使用的，用來(lái)探測(cè)飛機(jī)和,。二戰(zhàn)結(jié)束以后,，制造磁控管的公司業(yè)績(jī)大不如前。一些磁控管制造商,，例如雷神公司（Raytheon Company）,，急切地想把該技術(shù)應(yīng)用到新的領(lǐng)域來(lái)盈利。
二戰(zhàn)時(shí)期,，科技界已經(jīng)普遍知道無(wú)線電波能夠加熱介電材料,，并且在工業(yè)和醫(yī)療環(huán)境中相當(dāng)普遍地使用介電加熱技術(shù),。用無(wú)線電波加熱食物的想法也已經(jīng)出現(xiàn),。一些公司和實(shí)驗(yàn)室也一直在研究這種技術(shù)，在 1933 年在芝加哥舉行的世界博覽會(huì)上,，西屋公司更是展示了一個(gè) 10 千瓦的短波無(wú)線電發(fā)射機(jī),，該發(fā)射機(jī)可以在兩個(gè)金屬板之間煮牛排和土豆。但是在二戰(zhàn)時(shí)期這種現(xiàn)象并沒(méi)有被深入的研究,。
雷神公司制造的 Raydarange 微波爐
直到 1945 年,，雷神公司的工程師珀西·斯潘塞（Percy Spencer）在這個(gè)想法上前進(jìn)了一步。斯賓塞當(dāng)時(shí)正在測(cè)試用于雷達(dá)裝備的微波輻射器（磁控管）時(shí),，突然感覺(jué)西褲的口袋里有點(diǎn)不對(duì)勁,，甚至聽(tīng)到了咝咝的聲音。斯賓塞停下手里的工作,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是他口袋里裝的一塊巧克力融化了,。他猜可能是磁控管發(fā)射的微波烤化了巧克力，雖然這不是一種新的現(xiàn)象,，但是斯賓塞決定用不同的食物去研究這種現(xiàn)象,。
斯賓塞通過(guò)將磁控管發(fā)射器連接到封閉的金屬盒上，制造出了一臺(tái)真正的微波爐,。然后,，他將各種食品放入盒子中，同時(shí)觀察效果并監(jiān)控溫度,。
后來(lái)雷神公司的管理層得知了斯賓塞的發(fā)明,，馬上給這個(gè)發(fā)明申請(qǐng)了，并于 1946 年推出了*商用 Radarange 微波爐。
但這個(gè)時(shí)候的 Raydarange 是一個(gè)非常昂貴的設(shè)備,，而且在工作時(shí)候必須不斷的用水進(jìn)行冷卻,，使用起來(lái)不是很方便，只能在餐館進(jìn)行使用,，并不適合普通的家庭,。
Tappan RL-1 壁掛式微波爐
到 1955 年，雷神公司已開(kāi)始許可其它公司使用其微波技術(shù)來(lái)制造微波爐,。之后不久,，Tappan 公司給消費(fèi)者設(shè)計(jì)了第一臺(tái)實(shí)用的微波爐 Tappan RL-1。
Tappan RL-1 是壁掛式微波爐,，售價(jià)高達(dá) 1,，295 美元（相當(dāng)于今天的 11，000 美元）,，大多數(shù)人根本負(fù)擔(dān)不起,。十年后，雷神公司收購(gòu)了 Amana Refrigeration 公司,，之后于 1967 年開(kāi)始以 495 美元出售 Amana Radarange 微波爐,。隨著技術(shù)的進(jìn)步，微波爐的價(jià)格也越來(lái)越便宜,。
在 80 年代,，微波爐在美國(guó)家庭變得越來(lái)越普遍。這個(gè)時(shí)候微波爐也開(kāi)始走進(jìn)中國(guó)家庭的廚房,，隨著中國(guó)企業(yè)的進(jìn)一步參與,，微波爐也很快在中國(guó)實(shí)現(xiàn)了普及。
1967 年的 Amana Radarange 微波爐,，和現(xiàn)在的微波爐已經(jīng)十分相像了
軍的技術(shù)也可以轉(zhuǎn)換為民用技術(shù),，造福于普通的民眾，類似的發(fā)展還有雷達(dá),，核能等,。
軍磁控管變身民用微波爐，這么厲害的廚具可不止熱剩菜飯的功能哦,。
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