Приготовление в микроволновой печи наизнанку верно/неверно

Микроволны микроволновой печи имеют половину длины волны около 6 сантиметров. Несмотря на то, что микроволны отскакивают во всех направлениях и со всевозможными смещенными источниками внутри зеркальной (для микроволн) внутренней части духовки, все же значительный вклад в энергию, выделяемую в мишени, вносит первичный луч.

Пачка сливочного масла имеет длину около 12 сантиметров. Следовательно, весьма вероятно, что случайно расположенная палочка масла имеет ровно одну точку максимальной амплитуды, расположенную где-то между конечными точками. Эта точка получит больше всего энергии и расплавится первой. Поскольку масло имеет очень низкую температуру плавления, ему нужно лишь немного больше энергии, чтобы сначала расплавиться, а поскольку оно не находится в жестком контейнере, расплавленная часть может скапливаться и обнажать ту часть, которая ранее была защищена от излучения. внешний слой в ту же самую точку максимальной амплитуды.

Это никоим образом не противоречит утверждению, что микроволны готовятся снаружи внутрь. Они просто готовятся снаружи-внутрь немного больше, где первичная волна, прямая от магнетрона, больше. Работающий поворотный стол помогает уменьшить этот эффект, чтобы обеспечить более равномерный нагрев по всей мишени.

Воздушное охлаждение практически не имеет значения.

Кстати, вы можете грубо измерить скорость света, если выстроите две палочки масла в ряд, измерьте расстояние$\lambda / 2$между местами, где они впервые начинают плавиться, и умножить на удвоенную частоту$\nu$указано производителем духовки.$c = \lambda \nu$

Луч микроволн проникает в продукт питания, выделяя при этом тепло. Для толстого предмета, такого как жаркое, чем дальше проникают лучи, тем слабее становится эффект нагрева, поскольку луч постепенно поглощается. Это означает, что большая часть нагрева происходит в пределах одного или двух дюймов от поверхности.

Однако это внутренне генерируемое тепло не имеет простого пути выхода из внутренней части жаркого, кроме как диффундировать глубже в более прохладную внутреннюю часть жаркого, поскольку внешние слои жаркого более горячие.

Это означает, что внутренняя часть жаркого нагревается как микроволнами, так и теплопроводностью внутрь от более горячих внешних частей. Напротив, в обычной духовке единственный механизм нагрева внутренней части жаркого - это теплопроводность от более горячей внешней части жаркого. Это означает, что люди говорят, что микроволновая печь готовит жаркое «изнутри наружу», что, как мы видим, не совсем правильно, но поскольку тепло вырабатывается внутри жаркого, оно действительно прожарится быстрее, чем в обычной печи. печь.

Между прочим, все микроволновые печи содержат либо поворотный стол, либо вращающийся «смеситель режимов» на входе в горловину подачи, поэтому микроволны более или менее равномерно заполняют полость духовки и, таким образом, более или менее равномерно омывают все поверхности жаркого. тем самым предотвращая образование любых локальных горячих точек.

Я думаю, что есть два основных пути потери тепла, которые, как ни странно, не рассматривались другими:

1. Испарение : и вода, и масла в масле могут испаряться с масляной палочки, забирая значительное количество тепла с поверхности. Это может только охладить внешний слой.

2. Излучение : Хотя микроволны передают больше тепла внешним слоям, чем внутренним слоям, излучение, испускаемое внешними слоями, уходит легче, чем излучение внутренних слоев.

Добавьте к этому воздушное охлаждение (в основном за счет конвекции) внешней поверхности, и вы получите самое горячее место внутри, а не снаружи.

Когда люди говорят: «Это миф, что микроволновка греет изнутри наружу», они пытаются исправить впечатление, что нагрев начинается в самой середине большого предмета, такого как жаркое, и выходит наружу. Для чего-то тонкого или узкого, например, кусочка масла или одной порции макарон, почти все изделие состоит из «внешнего слоя», поэтому нагрев довольно равномерный, за исключением вариаций, вызванных изменчивостью микроволнового излучения (что означает, что на самом деле это совсем не однородный).

Ответ gs объяснил, почему наибольшее таяние будет между двумя концами палки, но у меня сложилось впечатление, что вы видите, как внутренняя часть плавится перед верхней поверхностью. Я подозреваю, что происходит что-то вроде этого:

1. Где-то вдоль палки находится область максимальной амплитуды
2. В этой области внутри палочки может быть пик амплитуды, но на этом маленьком масштабе в 2-3 см нагрев может быть достаточно равномерным.
3. Если внутри палочки есть пик амплитуды, это объяснит ваши наблюдения. Но также я не уверен, что gs прав в том, что воздушное охлаждение не имеет значения. Плюс есть лучистое охлаждение. ( И испарительное охлаждение , возможно, самое важное из всех, реквизиты пользователя 21820.) Тепло, выделяемое внутри палки, не может рассеиваться так же быстро, как тепло, выделяемое снаружи. Учитывая, насколько палка уже близка к плавлению, неудивительно, что внутренняя часть становится немного более горячей, чем внешняя, и тает первой.

Добавлено позже: Я провел небольшое исследование. Если вы погуглите «глубина проникновения микроволн», вы найдете разные сайты, дающие достаточно согласованные значения. Для воды комнатной температуры это примерно 1-1,5 см, а для вареного мяса больше.

Также важно отметить, что нет резкой отсечки. Глубина проникновения определяется как глубина, на которой мощность$1/e$от уровня на поверхности, или около 37%. Если вы пройдете такое же расстояние дальше, это будет 37% от 37% и так далее.

Кроме того, чем эффективнее он нагревается, тем глубже проникает. Аналогия может заключаться в том, чтобы нести тарелку с закусками на большую многолюдную вечеринку. Вода похожа на голодную толпу, которая быстро перекусывает (но все равно съедает меньше, если видит, что тарелка пустеет, так что вы получаете экспоненциальный спад). Так что далеко в толпу не влезаешь, но они быстрее наполняются, как быстрее нагревается вода. Мясо похоже на людей, которые слишком заняты разговорами, поэтому не так много людей берут закуски. Вы проходите дальше, но толпа менее сыта. А стекло похоже на комнату, полную детей, которые даже не видят, что лежит на подносе, когда ты бессердечно идешь через всю комнату.

Масло представляет собой смесь воды и жира, поэтому глубина проникновения, вероятно, будет больше 1,5 см, но я не знаю, что предположить.

Вся причина, по которой у микроволновых печей есть вертушки, в том, что они всегда прогревают пищу неравномерно, потому что внутри них образуются стоячие волны :

Если пучность волны (там, где высвобождается больше всего энергии) окажется в середине вашей масляной палочки, масло сначала растает в этом месте и может даже взорваться, если температура внутри достигнет точки кипения воды (часто там есть немного воды). в масле) до того, как стороны палочки успеют растаять.

ЛОЖЬ.

Простой ответ, основанный на здравом смысле, без введения ненужных понятий, таких как скорость света или значение$1/e$в контексте этого вопроса.

Микроволны должны проникнуть в объект, чтобы нагреть его. По мере проникновения в объект они постепенно теряют энергию, чем глубже они проникают. Просто глубина проникновения до того, как произойдет какая-либо значительная потеря энергии, намного больше толщины даже самой толстой посуды, которая могла бы поместиться в микроволновую печь, а длина волны микроволн также сравнима с размерами нагреваемых объектов. Тем не менее микроволны наименее ослаблены и, следовательно, наиболее сильны снаружи объекта. Не существует такой технологии, которая позволяла бы ЭМ-волнам каким-то образом проникать внутрь произвольного объекта и заставлять этот объект поглощать больше энергии глубоко внутри себя, а не на поверхности. Поэтому то, что микроволновки готовят изнутри наружу, — это фантастика.

Вы, ребята, все усложняете. Масло плавится при относительно низкой температуре. Так же и разница между «твердым» и «жидким» очень мала. Микроволны проникают снаружи продукта примерно на ½ дюйма. Какой толщины брусок масла? Чуть больше дюйма. Если микроволны проходят в пищу на ½ дюйма, то они проходят со всех сторон на ½ дюйма. Итак, где они встречаются, сочетаются или уравновесить друг друга? В центре палки, которая составляет около 1 дюйма в поперечном сечении.