Dlaczego metal iskrzy w kuchence mikrofalowej?

Jest wczesny poranek, a Twoja uwaga zwraca się w stronę porcji błyskawicznej owsianki. Wstawiasz miskę do kuchenki mikrofalowej, wciskasz przycisk start i nagle wpadasz w panikę, gdy w Twojej kuchni wybuchają mini-fajerwerki. Łyżka – zapomniałeś o łyżce w misce!

Podczas gdy filmy mogą sugerować, że taki scenariusz może doprowadzić do ognistej eksplozji, prawda jest taka, że ​​umieszczenie łyżki w kuchence mikrofalowej niekoniecznie musi być niebezpieczne. Ale dlaczego właściwie metal generuje iskry, gdy poddany jest jednemu z cudów technologii połowy XX wieku?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy najpierw zrozumieć, jak działa kuchenka mikrofalowa. Mały piekarnik opiera się na urządzeniu zwanym magnetronem, lampie próżniowej, przez którą przepływa pole magnetyczne. Urządzenie obraca elektrony i wytwarza fale elektromagnetyczne o częstotliwości 2,5 gigaherca.

Każdy materiał ma określone częstotliwości, przy których szczególnie dobrze pochłania fale, a dla wody jest to częstotliwość 2,5 gigaherca. Ponieważ większość rzeczy, które jemy, jest wypełniona wodą, te pokarmy pochłaniają energię z mikrofal i nagrzewają się.

Co ciekawe, 2,5 gigaherca nie jest najbardziej wydajną częstotliwością do podgrzewania wody. To dlatego, że firma Raytheon, która wynalazła kuchenkę mikrofalową, zauważyła, że ​​wysokowydajne częstotliwości są zbyt dobre w swojej pracy. Przy optymalnej ustawieniu cząsteczki wody w górnej warstwie np. zupy pochłaniałyby całe ciepło, więc tylko kilka pierwszych milionowych części centymetra zagotowałoby się i pozostawiłoby zimną wodę pod spodem.

A teraz o tym iskrzącym metalu. Aaron Slepkov, fizyk z Trent University w Ontario wyjaśnił, że kiedy mikrofale oddziałują z metalem, elektrony na powierzchni materiału są rozchwiane. Nie powoduje to żadnych problemów, jeśli metal jest na całej powierzchni gładki. Ale na krawędziach, na przykład na zębach widelca, ładunki mogą powodować nagromadzenie wysokiego napięcia.

“Jeśli jest wystarczająco wysokie, może oderwać elektron od cząsteczki w powietrze”, tworząc iskrę i zjonizowaną (lub naładowaną) cząsteczkę – powiedział Slepkov.

“Zjonizowane cząsteczki absorbują mikrofale nawet silniej niż woda, więc gdy pojawi się iskra, więcej mikrofal zostanie zassanych, jonizując jeszcze więcej cząsteczek, tak że iskra rośnie jak kula ognia” – dodał.

Zwykle takie zdarzenie może wystąpić tylko w przypadku metalowego przedmiotu o szorstkich krawędziach. Dlatego “jeśli weźmiesz folię aluminiową i położysz ją na płaskim okręgu, może w ogóle nie iskrzyć”. “Ale jeśli zmiażdżysz ją w kulkę, szybko pojawią się iskry”.

Chociaż iskry te mogą potencjalnie szkodzić kuchence mikrofalowej, według artykułu z Mental Floss po takim incydencie jedzenie powinno być w dalszym ciągu zdatne do konsumpcji.

Ogniste winogrona

Metale nie są jedynymi przedmiotami, które mogą generować pokaz świetlny w kuchence mikrofalowej. Viralowe filmy internetowe pokazują również przepołowione winogrona wytwarzające spektakularne iskry plazmy.

Wielu śledczych szukało wyjaśnienia, sugerując, że miało to związek z nagromadzeniem się ładunku elektrycznego, jak w metalu. Ale Slepkov i jego koledzy przeprowadzili testy naukowe, aby dojść do sedna tego zjawiska.

“To, co znaleźliśmy, było znacznie bardziej skomplikowane i interesujące” – powiedział.

Wypełniając hydrożelowe kulki wodą, naukowcy odkryli, że geometria jest najważniejszym czynnikiem generującym iskry w obiektach przypominających winogrona. Slepkov powiedział, że kulki wielkości winogron były szczególnie dobrymi koncentratorami mikrofal.

Dodał, że rozmiar winogron spowodował, że promieniowanie mikrofalowe zgromadziło się wewnątrz maleńkich owoców, ostatecznie dając wystarczającą ilość energii do wyrwania elektronu z sodu lub potasu wewnątrz winogron, tworząc iskrę, która przeradza się w plazmę.

 

Źródła: Adam Mann / Live Science

Why Can’t You Put Metal in the Microwave?

Zdjęcia: iStock, Pixabay

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x