微波冰——为什么解冻这么慢。

2月8日

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一台微波炉

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成分

一台微波炉 一台微波炉 冰块 一些冰
一个玻璃 几个防微波的玻璃杯或杯子 尺度 尺度

指令

从冰箱中取出2-3块冰块,称一下重量,然后放入微波炉杯中。

称等量的水到另一个杯子里。

把两个杯子放在微波炉里对称的位置——离唱盘中心等距离。

打开微波炉,观察杯子,看看是冰先融化还是水先沸腾。

结果

虽然只需要增加几摄氏度就能融化冰,而且水要加热80摄氏度左右才能沸腾,但水通常会在冰融化之前沸腾!

解释

这里发生了两种影响,其中之一是融化冰需要大量的能量,相当于将水加热80°C。这是因为在冰水中,分子是由非常强的氢键锁在一起的,要融化它必须打破很多氢键,这需要大量的能量。

第二个影响是冰不像水那样吸收微波——这意味着它实际上加热得更少。

为什么水比冰更能吸收微波?

微波炉通过产生微波来烹饪,微波是一种光或电磁辐射。这些是在烤箱的右侧生产的,并被送入主烤箱。它们来回反射,形成驻波。

微波反射。 微波内部场
微波炉发出微波(一种电磁辐射),然后在金属盒上来回反射。 当它们这样做的时候,它们会产生一个电场,这个电场会向上然后向下,大约每秒25亿次。

在微波中,电场会每秒向上然后向下指向大约25亿次。这意味着任何带电的东西都会被微波产生的磁场向上或向下拉。

虽然水分子不带全部的电荷,但它们的氧原子带轻微的负电,氢原子带轻微的正电(它们有正极和负极,因此被称为极性)。这意味着在电场中它们会旋转以与电场对齐。

水 电场中的水分子
每个水分子是由一个带轻微负电的氧原子和两个带轻微正电的氢原子组成的。 如果电场向上,带正电的氢原子就会向上拉带负电的氧原子就会向下拉,所以分子就会旋转。

如果磁场以每秒25亿次的速度变化它们就会一直旋转这就会给它们提供能量所以水就会变热。

水在一个向下的领域 冰在一个向上的领域
如果磁场现在指向下方,那么氧原子将尝试反转它们的方向。所有这些旋转都将能量传递给水并使其升温。 尽管冰分子也能感受到旋转力,但它们被锁在晶体中,旋转会破坏分子之间的键。所以它们几乎不动,吸收的能量也很少。

在冰中,水分子都通过氢键锁在一起形成晶体结构。这些键会阻止水分子旋转,这意味着它们不能从微波中吸收太多能量。反过来,这意味着冰不会被加热。

这就是为什么你不应该在全速状态下解冻一只鸡。一旦一些冷冻鸡肉融化,它所含的水就会以液态水的形式存在——它比周围的冷冻水更能吸收微波。这意味着你吃的鸡肉有一部分是完全熟的,而其余的部分是冷冻的,这顿饭就算不危险,也会很糟糕!

微波炉的除霜设置通过每分钟加热几秒钟来解决这个问题,基本上是等待你的鸡肉的热块融化它们的邻近区域。

什么是氢键?

一个水分子中带轻微负电的氧会吸引另一个分子中带轻微正电的氢。这种吸引力会把分子拉到一起,形成所谓的氢键。

评论

哇!科学就是魔法!谢谢你让我们知道背后的原因

太棒了,我只是在想这个!

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