高中物理课外阅读:微波炉是利用电流的热效应吗?

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高中物理课外阅读:微波炉是利用电流的热效应吗?

公主 冷月无声

发布日期:2011-06-03 23:34:08

高中物理课外阅读:微波炉是利用电流的热效应吗?






公主 冷月无声

发布日期:2011-06-03 23:34:08


微波炉是利用微波来煮饭烧菜的。不是利用电流的热效应。

微波是如何加热食物的呢?首先我们了解微波的特性:

1.微波是一种电磁波。其波长为0.01~1米,其对应的频率为30000兆赫到300兆赫,为了便于微波器件的标准化和不干扰雷达和其他通讯系统,微波炉的工作频率多选用915兆赫或2450兆赫。
2.微波在传播过程中一碰到铜、铁、不锈钢等金属材料时就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它。
3.微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,犹如光线通过玻璃一样,几乎不消耗能量;
4.由于水分子等自身的特性,对含有水分的食物,微波不但不能透过,其能量反而会被吸收。

微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用塑料或陶瓷等绝缘材料制成,这些材料吸收微波能力很差,所以在食物加热过程中容器几乎不发热。微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器,它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波,能穿透食物达5cm深,这种每秒24.5亿次的振荡频率能高速振荡物体内的水分子和脂肪分子,使食物中的水分子和脂肪分子也随之剧烈运动,相互摩擦碰撞,从而产生了大量的热能,于是食物“煮”熟了。这就是微波炉加热的原理。

用普通炉灶煮食物时,热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。而用微波炉烹饪,热则是直接在食物内部的整体同时产生,所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍,热效率高达80%以上。目前,其它各种炉灶的热效率无法与它相比。而微波炉由于烹饪的时间很短,能很好地保持食物中的维生素和天然风味。比如,用微波炉煮青豌豆,几乎可以使维生素C一点都不损失。另外,微波还可以消毒杀菌,解冻,干燥……。

使用微波炉时,应注意不要空“烧”,因为空“烧”时,微波的能量无法被吸收,这样很容易损坏磁控管。另外,人体组织是含有大量水分的,一定要在磁控管停止工作后,再打开炉门,提取食物。

从能量角度来说,微波炉的微波与广播、电视的电波相似,它本身不会发热,只是一种能量。人们日常生活中使用的微波炉就是将通用的电能转化为2450兆赫的超高频电磁波(即微波),并在炉腔内被食物吸收,使微波能又转化为食物的热能,从而达到对食物加热的目的。