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8 微波爐和蕩秋千有什麽關係?

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為什麽微波爐加熱食物快?

這個說法其實不準確,準確的說法應該是微波爐加熱水特別快,大部分食物裏麵都有水分,所以食物也熱得快。如果你把一塊塑料放到微波爐裏加熱,塑料基本不會變得很熱。

用普通的鍋加熱食物,熱量是從食物的外部滲透到內部的。比如,你煮一鍋肉,肉都是從外麵先熟的。微波爐是靠微波的能量給食物加熱的。微波是波長在毫米數量級的電磁波,電磁波具有穿透性,對微波爐來說,食物基本不分內外,都是同時加熱,所以熱得均勻,加熱效率也更高。

為什麽微波加熱水會特別快呢?因為微波爐發出微波的頻率,跟水分子的振動頻率接近,容易使水分子和微波發生共振,從而使水分子易於從微波中吸收能量,並轉化成無規則運動的熱能。溫度的本質,就是分子做無規則運動的動能大小。無規則運動的動能越大,溫度就越高。

什麽是共振?舉個例子,你的朋友坐在秋千上,你去推秋千,如何能快速把秋千推高?答案是每次等他**回來,又要**回去的時候推一把,這樣肯定最容易推高。換句話說,你施加外力的頻率和秋千自我擺動的頻率一致時,秋千獲取外部能量的速度快,所以越**越高。再舉個例子,為什麽軍隊過橋的時候不能踢正步?因為當踢正步的頻率和橋自身的振動頻率(專業術語叫“本征頻率”)一致時,橋體會和踢正步的行為發生共振,從而快速吸收能量,振動越來越劇烈,橋體會有坍塌的風險。

微波爐加熱水分子的道理也類似,微波的頻率跟水分子的振動頻率接近時,水分子從微波中吸收能量的速度是最快的,於是水分子的能量越來越高,溫度也就越來越高,並且這種升溫的速度是很快的。微波爐就是利用微波的穿透性,以及微波與水分子的共振現象,才讓食物加熱得更均勻、更迅速。