Может ли картошка загореться через 10 минут в микроволновке?

«Все должно быть в порядке» — это все равно, что сказать: «Ну, вероятность того, что что-то пойдет не так, очень мала». Я понятия не имею, каковы шансы, но да, это возможно.

Я готовил картошку в микроволновке много раз, а затем произошел довольно странный инцидент, который я описал в другом вопросе о картошке в микроволновой печи и включил ссылки на другие случаи, когда люди упомянули, что это произошло с ними.

С тех пор у меня было несколько лет, чтобы подумать о том, что произошло, и помимо того, что я изначально упомянул, есть несколько возможностей:

• Я не знаю, сколько лет картошке. Возможно, они были старше и немного подсохли.
• Я был в полусне и, возможно, не ткнул их несколько раз. Я не знаю, могло ли это привести к отделению кожуры от мяса картофеля, высыханию и возгоранию.

Я чувствовал, что здесь нужен физический ответ.

Вкратце: это маловероятно, но не невозможно — мы должны сделать несколько нереалистичных предположений, чтобы это работало для картофеля разумного размера.

Рассмотрим однородную сферическую картофелину в вакууме*:

Согласно Википедии , картофель на 79% состоит из воды, на 17% из углеводов (в основном из крахмала), на 2% из белков и на 2% из клетчатки. Цифры, которые я видел в других местах, различаются на несколько процентов, поэтому мы можем упростить до 80 % воды и 20 % крахмала (термические свойства продуктов, богатых белком и клетчаткой, близки к свойствам чистого крахмала, поэтому мы можем рассматривать их как такой же).

Вода имеет удельную теплоемкость 4,3 кДж/кг/°С, а крахмал 1,75 кДж/кг/°С. Это означает, что наша модель картофеля имеет удельную теплоемкость 3,7 кДж/кг/°C (реальное измеренное значение немного ниже — 3,43 кДж/кг/°C, но, как мы увидим, в результатах доминирует вода).

Сначала мы рассмотрим тепловую энергию, необходимую для того, чтобы довести картофель до точки кипения воды (100°C), предполагая начальную температуру 20°C (комнатная температура) и картофель весом 0,2 кг (чуть менее половины фунта, так что маленькая картошка в мундире). 0,2×80×3,7 = 59,2 кДж. 1 кДж равен 1 кВт в течение 1 с, поэтому микроволновая печь мощностью 1 кВт со 100% эффективностью нагреет этот картофель до точки кипения примерно за 1 минуту. Это значительно быстрее, чем реально, по нескольким причинам, и это то, с чем мы знакомы:

• Микроволны не проникают в центр, поэтому большая часть картофеля нагревается только за счет теплопроводности.
• Пока это происходит, горячая поверхность отдает тепло окружающей среде за счет конвекции, теплопроводности и излучения.
• Микроволновые печи не на 100% эффективны при передаче заявленной мощности в пищу, хотя получить данные о потерях на удивление сложно.

Как только температура картофеля достигает 100°C, он больше не поднимается; вместо этого тепло будет идти на испарение воды в нем. Скрытая теплота парообразования воды составляет 2300 кДж/кг или 460 кДж для нашего картофеля. Этого достаточно еще 8 минут (пока всего 9) при 1 кВт, прежде чем мы сможем начать нагреваться выше 100 ° C, выкипятив всю воду (я предполагаю, что картофель изотермический, что, конечно, не так, но эти временные рамки достаточно велики для значительного теплового потока).

Как только мы выкипятим всю воду, мы можем начать нагревать оставшийся сушеный картофель (крахмал). У нас осталось только 20% массы (т.е. 0,04 кг крахмала, удельная теплоемкость которого 1,75 кДж/кг/°С). Красное каление составляет не менее 700 ° C (для стали, но картофель обугливается до углерода при более низких температурах, а углерод должен быть достаточно близок к стали). Дополнительные 600 ° C потребовали бы еще 600 × 0,04 × 1,75 = 42 кДж энергии или 42 секунды.

Таким образом, почти возможно разогреть 200 г картофеля в микроволновой печи за 10 минут, но только если мы:

• пренебречь всеми потерями тепла (кроме потерь на отгон воды), которые были бы значительными. Я не буду вдаваться в подробности, но картофель имел бы площадь поверхности 154 см ² и излучал бы только 12 Вт чистой мощности при 100°C, но 168 Вт при 400°C (чуть ниже температуры самовоспламенения, и значительная часть входная мощность). Пластина / поворотный стол отводит некоторое количество тепла за счет теплопроводности, и мы не можем пренебрегать конвекцией (но это сложно, отсюда и предположение о вакууме).
• предположим, что микроволновая печь имеет 100-процентную эффективность.

С другой стороны, мы предполагаем, что при сгорании не выделяется энергия, и если мы сможем довести сухой крахмал до температуры самовоспламенения 410 °C ( Википедия ), он сгорит, выделив довольно много тепла (теплота сгорания крахмала равна 17,5 мДж/кг, но большая часть этого количества теряется в картофеле).

Еще один момент, который делает подгорание более вероятным, заключается в том, что нам на самом деле не нужно доводить воду до нуля во всей картошке, прежде чем какая-то ее часть начнет гореть. Это означало бы, что большая часть тепла от горящего картофеля используется для нагревания остальной части, и это было бы особенно интересно, если бы поворотный стол микроволновки был заклинен или была точка доступа, которая получала значительно больше энергии, чем остальные. Аналогичный эффект может быть вызван проводящими частицами (например, металлическими) на картофеле, так как они могут сильно нагреть небольшую область. Они не совсем соответствуют равномерному горению, показанному на фото.

Те, кто интересуется физикой, могут посмотреть The Thermal Properties of Potato , T. Yamada 1970 . Это на японском языке с аннотацией на английском языке, но цифры дают четкие результаты для удельной теплоемкости и теплопроводности. Одномерная тепловая модель была бы интересной задачей для студентов-физиков.

* Строго не обязательно, но на этот раз разумное упрощение — и мы, физики, так редко имеем возможность следовать этому стереотипу.

Вчера вечером приготовила картошку среднего размера в своей микроволновке Samsung на смарт-настройке «Картошка» .. вещь загорелась, загорелась и сожгла внутреннюю крышу микроволновки, расплавила ее .. Теперь вообще не работает

я только разогрела пюре, через 12 секунд вспышка, я открыла дверь и запах гари был ужасный

10 минут на высокой мощности должно хватить для среднего и крупного картофеля. Я полагаю, что он может сгореть, если это очень маленький картофель или если картофель сильно обезвожен. Я ожидаю, что он будет производить много вонючего дыма, прежде чем он действительно загорится, поэтому вы, вероятно, заметите, что что-то пошло не так, прежде чем вам понадобится огнетушитель.

Да! Это абсолютно правдоподобно! Я только что разогрел картошку, и она светилась красным внутри, она была похожа на угольный брикет!!!