Досить захоплюючий експеримент. Виникає щось незвичайне, коли лід нагрівається в мікрохвильовій печі (відео)
Мікрохвилі -- досить складна тема для розуміння, принаймні порівняно з традиційними способами приготування їжі "на вогні". Ця тема, як показали соцмережі, все ще викликає безліч запитань у людей. Наприклад, чому кубик льоду, розміщений зверху вареного рису, в мікрохвильовці не нагрівається, на відміну від рису, пише IFLScience.
Дослідники роз'яснили механізм роботи мікрохвильових печей. Як зазначають фахівці з Управління контролю за продуктами і ліками США, мікрохвилі генеруються всередині пристрою за допомогою електронної трубки, що називається магнетроном. Ці мікрохвилі, по суті, відбиваються від металевих стінок печі і потрапляють на їжу, де їх поглинає. Вони стимулюють вібрацію молекул води в продуктах, що спричиняє виділення тепла і, відповідно, нагрівання їжі. На думку експертів, саме завдяки цьому продукти з високим вмістом води, такі як свіжі овочі, нагріваються набагато швидше в мікрохвильовій печі в порівнянні з іншими видами їжі.
У Фокус. Технології запустили власний Telegram-канал. Підписуйтеся, щоб бути в курсі найновіших та найцікавіших подій у сфері науки!
Існують припущення, що мікрохвилі працюють на частоті, яка відповідає коливанням молекул води, в той час як лід не піддається їхньому впливу так сильно, адже молекули в ньому не можуть вільно рухатися і не входять у той же режим коливань. Проте це припущення є помилковим.
За словами колишнього директора з електротехніки в Sensor Research and Development Corp Рона Шмідта, є кілька причин, чому попереднє твердження хибне. По-перше, мікрохвилі зовсім не налаштовані на певну резонансну частоту води. Насправді вони створюють кілька широких піків у спектрі частот, на які може впливати ціла низка чинників, зокрема, орієнтація їжі. Так, перший резонансний пік виникає вище 1 ТГц, а найбільші втрати відбуваються в інфрачервоному діапазоні.
По-друге, тверді тіла -- досить хороші вібратори. Тісно пов'язані атоми дають змогу коливанням проходити швидше, ніж у рідині або газі, тому звук швидше проходить крізь метал, ніж крізь повітря або воду.
Згідно з висловлюваннями доцента кафедри фізики Університету Західного Техасу, доктора Крістофера Берда, мікрохвильові печі працюють завдяки процесу, відомому як діелектричний нагрів. У ході цього процесу електричне поле, що міститься в електромагнітних хвилях, створює сили, які впливають на молекули їжі, змушуючи їх обертатися для того, щоб адаптуватися до напрямку поля.
Цей обертальний рух приводить до взаємодії молекул, що сприяє перетворенню їх впорядкованого обертання на хаотичний стан, який ми спостерігаємо на макроскопічному рівні як тепло. Важливо зазначити, що різноманітні молекули в продуктах харчування здатні поглинати енергію мікрохвиль таким чином, і це стосується не лише молекул води.
Незважаючи на те, що молекули льоду можуть вібрувати, їхня здатність до обертання значно обмежена через водневі зв'язки, які виникають з сусідніми молекулами води. Це призводить до меншої кількості зіткнень і, відповідно, до зменшення хаотичного руху. В результаті лід тане повільніше в мікрохвильовій печі.
Раніше Фокус повідомляв про те, що дослідники виявили явище, яке спостерігається лише один раз на 10 мільярдів випадків.
