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2025年高考物理微波加熱與普通加熱的區(qū)別

來源:網(wǎng)絡(luò)整理 2024-11-15 09:17:39

  [趣味物理]微波加熱與普通加熱的區(qū)別

  利用微波爐中的微波來烹調(diào)食物現(xiàn)在已經(jīng)很普及,由于微波烹調(diào)具有加熱快、節(jié)能、不污染環(huán)境、保鮮度好等優(yōu)點(diǎn),因此微波爐在我國(guó)被廣泛推廣應(yīng)用.

  一、微波加熱原理

  微波烹調(diào)的基礎(chǔ)是微波對(duì)介質(zhì)加熱.根據(jù)物理理論可知,介質(zhì)分子可分為有極分子和無極分子兩大類.有極分子的正、負(fù)電荷的中心不重合,其間有一段距離,可等效為一個(gè)電偶極子(如水).在外電場(chǎng)的作用下,使原來雜亂無章的有極分子沿著外電場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)向,產(chǎn)生轉(zhuǎn)向極化(無極分子的正、負(fù)電荷中心重合,在外電場(chǎng)的作用下使分子中的正負(fù)電荷中心沿電場(chǎng)方向只產(chǎn)生位移極化).如果外電場(chǎng)是交變的,那末有極分子的轉(zhuǎn)向也要隨電場(chǎng)的變化而不斷改變方向.在這個(gè)過程中,由于分子間的相互碰撞,將使電能轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)能,然后再轉(zhuǎn)化為熱能,使物體的溫度升高.由此可見,對(duì)于有極分子組成的物體(如被烹調(diào)的食物),交變電場(chǎng)就容易對(duì)它進(jìn)行加熱.

  表征介質(zhì)在外電場(chǎng)作用下極化程度的物理量叫介電常數(shù).(在交變電場(chǎng)作用下,介質(zhì)的介電常數(shù)是復(fù)數(shù),虛數(shù)部分反映了介質(zhì)的損耗).實(shí)際上,介電常數(shù)并不是一個(gè)不變的數(shù),在不同的條件下,其介電常數(shù)也不相同.例如水在微波條件下的介電常數(shù)和損耗比一般物質(zhì)大很多,因此較容易吸收微波能量而被加熱.

  微波是一種頻率極高的電磁波,照射在理想導(dǎo)電金屬表面上將被全反射.照射在介質(zhì)表面則有一小部分被反射,而大部分能穿透到介質(zhì)內(nèi)部,并在內(nèi)部逐漸被介質(zhì)吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮,其穿透深度主要決定于介質(zhì)的介電常數(shù)和電磁波的頻率.在微波頻率下對(duì)一般物體其穿透深度可達(dá)幾厘米.

  微波對(duì)生物體還有一種生物效應(yīng),在一定條件下對(duì)細(xì)胞、細(xì)菌具有抑制和殺傷作用.

  二、微波加熱與普通加熱的區(qū)別

  由此可見,微波加熱與通常的加熱方式不一樣.通常的加熱方式是要有一個(gè)高溫?zé)嵩,通過輻射和傳導(dǎo),先使物體的表面加熱,然后再由傳導(dǎo)和對(duì)流在物體內(nèi)部逐漸向其縱深加熱,這樣加熱速度很慢;而微波爐加熱是用磁控管(在爐內(nèi)頂部)產(chǎn)生微波,然后將微波照射到六面都用金屬組成的空箱(又叫諧振腔)中,食物放在箱中,微波在箱壁上被來回反射,同時(shí)從各個(gè)方向穿到被烹調(diào)的食物中去,對(duì)食物進(jìn)行加熱,箱壁不吸收微波,只有箱中的容器和食物被加熱,因此效率高、速度快.由于加熱速度快,因此對(duì)食物營(yíng)養(yǎng)的破壞很少(即保鮮度好).

 

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