微波炉的秘密

日期:2012-04-09 22:27 点击数:11934 


巴蜀中学初2012级15班陈海林

“叮——”,闹钟一响,我便起了床。开始了新一天的生活。

简单的洗漱后,我将从老家带来的黄粑放入小碗在微波炉中加热。片刻后,随着一声清脆的“叮..........”,我迫不及待的拿出了碗,碗壁凉凉的,黄粑由竹叶包裹着,摸起来温热的。于是我剥开竹叶,一口咬了下去。

“|啊——”温热竹叶下的黄粑是如此的烫,我不由得叫出来。我连忙不停地哈气,使我的嘴“凉快”一点。

我望着黄粑,心中突然浮现一副画面——奶奶从蒸锅里端出蒸了许久的热气腾腾的黄粑,竹叶很烫,但剥开之后,金黄的粑却没那么烫,而是暖暖的,湿湿的,吃起来很可口。

我不禁想到:为什么蒸锅蒸了这么久的黄粑是外热内温,而微波炉打热了片刻的黄粑是外温内热呢?

我立即上网,翻书查阅资料。经过一番资料整理后,我终于发现了原因。

原来,一些介质材料由极性分子和非极性分子组成。并且我发现水分子就是很典型的极性分子。因为一个水分子由一个氧原子和两个氢原子组成,两个氢原子都与氧原子连接,这就使得氧原子最外层电子还有两对没有配对。这两个没有配对的电子就对两个共价键产生强烈的排斥作用(它们互相之间也有排斥),使得水分子正负电荷中心偏差很大。这样一来就使水分子成为了强极性分子。

而微波的频率在300MHz-300GHz之间,波长在1米(不含1米)到1毫米之间,是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波量子的能量为199×l0-25~1.99×10-22j。

由于黄粑中有大量水分(也就蕴含了许多水分子),当微波在微波电磁场的作用下,介质中的极性分子(如水分子)从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向。例如:采用的微波频率2450兆赫,就会出现每秒24亿5千瓦次交变,水分子间就会产生激烈的摩擦。在这一微观过程中,微波能量转化为黄粑内的热量,使黄粑温度呈现为宏观上的升高。

但是为什么碗是凉的,而竹叶却是温热的呢?

继续查找资料,我发现因为微波其独特的性质,它一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;并且穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料时,不会消耗能量。这就解释了为什么碗是凉的。而竹叶被黄粑热传递加热,所以变成温热了。

常规加热蒸汽等,都是利用热传导的原理将热量从被加热的物体外部传入内部,逐步是物质中心温度升高,称之为外部加热。要使中心部位达到所需的温度,需要一定的时间,并且是食物从外受热,当然是外热内温了。

电磁波穿入到介质内部的本领较强,电磁波从介质的表面进入并在其内部传播时,由于能量不断被吸收并转化为热能,它所携带的能量就随着深入介质表面的距离,以指数形式衰减。透射深度被定义为:材料内部功率密度为表面能量密度的1/e或36.8%算起的深度D,微波的加热深度比红外加热大得多,因为微波的波长是红外波长的近千倍。使食物内部、外部几乎同时加热升温,形成体热源状态,大大缩短了常规加热中的热传导时间,所以在微波炉加热片刻的黄粑也是非常烫了

终于发现了微波炉的秘密,把我的疑问解决了。通过这次探究,我明白:科学是有趣的,科学是神秘的。要想揭开它神秘的面纱,就要仔细观察,善于疑问,勇于探索。在学到科技知识的同时,你也能体验它的带来的快乐。


点评:

作者从日常生活出发,善于观察,提出问题并从多方收集资料,积极地解决疑问,有自己独特的见解。一方面把生活和物理有机的结合另一方面又从中获得了学习知识的快乐。文章整体语言干净流畅具有一定的趣味性。

指导教师:张霞



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