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微波炉是如何加热食物的?_科技频道_东方资讯
发布日期:2020-07-28 04:08   来源:未知   阅读:

在生活中,我们经常会用到微波炉来加热食品,比如天冷的时候想喝热牛奶,很多人就会用微波炉把现有的牛奶加热一下,从而让牛奶变得更温暖、更香醇。

除了牛奶以外,微波炉更多的应用可能就是加热饭菜。在各种便利店里,我们都能找到微波炉的身影。把买到的食物放到微波炉里加热,方便快捷。

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微波炉的加热功能非常强大,短短几十秒甚至几秒钟就可以把食品加热到适合我们食用的温度,比用锅煮还要快。那么,微波炉到底是如何加热食物的呢?

微波是电磁波的一种,它的传播速度跟光速一样,当然,同样也沿直线传播。此外,微波还具有穿透(如玻璃)、吸收(如水、食物)和反射(如金属)的特性,当它经过不同的物质时便会展现出不同的特性。

从下图可以看到,在电磁波中,微波的波长其实是属于相对较大的,它的波长在1毫米以上(小于1米),而我们的可见光(红橙黄绿青蓝紫)的波长是在380纳米到760纳米之间,相差了一千倍以上,所以微波的波长并不“微”。

这是因为在20世纪初,人们通常使用天线来产生电磁波,而那个时候产生的无线电波的波长是几米到几十米级别的,所以相比之下,能够发出毫米级的电磁波就被称为是微波(microwave)了。

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微波的应用很广泛,除了用来加热以外,它在雷达、点对点交流、卫星通讯等方面也发挥着重要的作用。

二、 微波为什么能加热?

其实物质在接受外界能量输入时,如受到辐射,其内部的原子和分子的能量也会升高,这其中有的表现为动能的增加,有的表现为势能的增加。原子和分子动能的增加表现为温度的上升,所以说,当物质吸收能量时,它的温度通常也是上升的。

根据爱因斯坦的光子能量的定义,即光子的能量与光子的频率成正比,也就是说,频率越高的光子能量越大。对于电磁波而言,频率越高也意味着它的波长越短,所以说短波长的电磁波具有较高的频率,也即具有更高的光子能量(如紫外线、X射线),而波长较长的电磁波(如微波、无线电波)频率较低,其光子能量也相对较小。

讲到这里可能有人会问,那既然紫外线的光子能量较高,那为什么不用紫外线加热呢?

这其中有一个重要的原因就是紫外线的光子能量太高了,所以导致很多蛋白质分子在接收紫外线辐射的会产生化学键的断裂,而无法被吸收,这种辐射也叫做电离辐射,我们通常用它来杀菌消毒。

微波炉之所以能够迅速加热食品是因为食品在受到微波的激发后,其内部和外部是同时加热的,这比传统的用锅煮(由外而内加热)的方式要快很多。因为传统的方式还需要经历分子之间较长的热传递的过程。

微波炉的炉腔是一个微波谐振腔,是把微波能变为热能对食品进行加热的空间。为了使炉腔内的食物均匀加热,微波炉炉腔内设有专门的装置。最初生产的微波炉是在炉腔顶部装有金属扇页,即微波搅拌器,以干扰微波在炉腔中的传播,从而使食物加热更加均匀。

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现在的微波炉产品,大部分都是在微波炉的炉腔底部装一只由微型电机带动的玻璃转盘,把被加热食品放在转盘上与转盘一起绕电机轴旋转,使其与炉内的高频电磁场作相对运动,来达到炉内食品均匀加热的目的。

微波炉能快速加热食品的另一个原因是功率,常见的家用微波炉的输出功率一般在500W-1500W左右,功率越大,输出的能量也越高,加热速度就越快。

时间不宜过长,特别是对于一些容易受热膨胀的食品,长时间的加热可能会引起食品的爆炸,另一方面也会破坏食品内的营养物质;

密封包装的食品要开封,否则包装袋内部气体受热膨胀将会使包袋爆破,这一方面有潜在危险,另一方面也容易弄脏微波炉的炉腔;

电源若不足,炉内的光线会显得暗淡,此时若继续使用,会损坏安全保险设备,应立即停止;

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用完微波炉后要注意清洁,特别是门缝处,要避免炉门不能完全关闭而导致辐射泄漏。

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