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工業微波加熱的原理是什麽?

被加熱的介質壹般可分為 無極性分子電介質和有極性分子電介質 。有極性分子在沒有外加電場時不顯示極性。如果將這種介質放在外加電場中,每個極性分子會沿著電場力的方向形成有序排列,並在電介質表面會感應出相反的電荷,這壹過程稱為極化。外加電場越強,極化作用也越強。當外加電場改變方向時,極性分子也隨之以相反的方向形成有序排列。

若外加的是交變電場和磁場,極性分子將被反復交變磁化,交變電場的頻率越高,極性分子反復轉向的極化也就越快。此時,分子熱運動的動能增大,也就是熱量增加,食物的溫度也隨之升高,便完成了電磁能向熱能的轉換。

家用微波爐的頻率是2450MHz ,電場方向每秒鐘變化24.5 億次,其生成的熱量之大是可想而知的。微波爐是用微波來烹調食物的,它是由壹種電子真空管——磁控管,產生2450MHz 的超短波電磁波,通過微波傳導元件——波導管,發射到爐內各處,通過發射、傳導、被食物吸收,引起食物內的極性分子(如水、脂肪、蛋白質、糖等)以每秒 24.5 億次的極高速振動.並由振動所引起的摩擦使食物內部產生高熱,將食物烹熟.

1946 年,美國斯潘瑟壹個偶然的機會,發現微波溶化了糖果。事實證明,微波幅射能引起食物內部的分子振動,從而產生熱量。 1947 年,第壹臺微波爐問世。但大家用微波來煮飯燒菜還是最近幾年的事。

微波是壹種電磁波。這種電磁波的能量不僅比通常的無線電波大得多,而且還很有“個性”:微波壹碰到金屬就發生反射,金屬根本沒有辦法吸收或傳導它;微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料,但不會消耗能量;而含有水分的食物,微波不但不能透過,其能量反而會被吸收。

微波爐正是利用微波的這些特性制作的。微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成,可以阻擋微波從爐內逃出,以免影響人們的身體健康。裝食物的容器則用絕緣材料制成。微波爐的心臟是磁控管。這個叫磁控管的電子管是個微波發生器,它能產生每秒鐘振動頻率為4.5 億次的微波。這種肉眼看不見的微波,能穿透食物達 5cm 深,並使食物中的水分子也隨之運動,劇烈的運動產生了大量的熱能,於是食物“煮”熟了。這就是微波爐加熱的原理。

用普通爐竈煮食物時,熱量總是從食物外部逐漸進入食物內部的。而用微波爐烹飪,熱量則是直接深入食物內部,所以烹飪速度比其它爐竈快4至10倍,熱效率高達 80% 以上。目前,其他各種爐竈的熱效率無法與它相比。