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微波炉和荡秋千有什么关系?

为什么微波炉加热食物快?

这个说法其实不准确,准确的说法应该是微波炉加热水特别快,大部分食物里面都有水分,所以食物也热得快。如果你把一块塑料放到微波炉里加热,塑料基本不会变得很热。

用普通的锅加热食物,热量是从食物的外部渗透到内部的。比如,你煮一锅肉,肉都是从外面先熟的。微波炉是靠微波的能量给食物加热的。微波是波长在毫米数量级的电磁波,电磁波具有穿透性,对微波炉来说,食物基本不分内外,都是同时加热,所以热得均匀,加热效率也更高。

为什么微波加热水会特别快呢?因为微波炉发出微波的频率,跟水分子的振动频率接近,容易使水分子和微波发生共振,从而使水分子易于从微波中吸收能量,并转化成无规则运动的热能。温度的本质,就是分子做无规则运动的动能大小。无规则运动的动能越大,温度就越高。

什么是共振?举个例子,你的朋友坐在秋千上,你去推秋千,如何能快速把秋千推高?答案是每次等他荡回来,又要荡回去的时候推一把,这样肯定最容易推高。换句话说,你施加外力的频率和秋千自我摆动的频率一致时,秋千获取外部能量的速度快,所以越荡越高。再举个例子,为什么军队过桥的时候不能踢正步?因为当踢正步的频率和桥自身的振动频率(专业术语叫“本征频率”)一致时,桥体会和踢正步的行为发生共振,从而快速吸收能量,振动越来越剧烈,桥体会有坍塌的风险。

微波炉加热水分子的道理也类似,微波的频率跟水分子的振动频率接近时,水分子从微波中吸收能量的速度是最快的,于是水分子的能量越来越高,温度也就越来越高,并且这种升温的速度是很快的。微波炉就是利用微波的穿透性,以及微波与水分子的共振现象,才让食物加热得更均匀、更迅速。 UFHVLY8IaeB2cFGjGZtx6KnUZMx6lc9tSqcO8ibbsxoFkrJrnnns1nmpih1RXMeg

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