Что происходит при разогреве виноградины в микроволновке
Итак, давайте разберём для начала сам эксперимент
Можно взять две целые виноградины или разрезать одну пополам (вдоль или поперёк — не важно). Затем подопытных кладут на жаропрочную посуду таким образом, чтобы две «детали» соприкасались боком. Для чистоты эксперимента половинки помещают на часовое стекло
Для чистоты эксперимента половинки помещают на часовое стекло
Если поместить их в микроволновку и включить её, то из точки соприкосновения виноградин можно увидеть взлетающее светящееся поле, в котором легко опознать плазму.
Плазма выглядит как сгусток светящейся энергии
Совсем недавно группа учёных всё-таки разгадала этот феномен и подтвердила — это действительно плазма. Чтобы разобраться в этом эффекте, давайте познакомимся (или освежим в памяти) с несколькими терминами:
- плазма — это одно из агрегатных состояний вещества. Из школьного курса физики вы можете помнить твёрдые тела, жидкости и газы. Так вот, плазма — четвёртое агрегатное состояние. Оно состоит из заряженных частиц — свободных электронов и положительных и отрицательных ионов. Обычно плазму получают путём нагрева газа до нужной температуры (проведите аналогию — нагревая твёрдое тело, мы можем получить жидкость, а далее — газ);
- частота электромагнитного излучения. Сейчас нам достаточно знать, что обычная бытовая микроволновка работает в среднем на частоте 2,45 ГГц. Это соответствует длине волны около 12 см;
- показатель преломления волны. Чем выше это значение, тем сильнее укорачивается волна, находясь внутри объекта.
Объяснение, которое смогли получить учёные, распространяется не только на виноградины, но и на гелевые полимерные шарики и другие объекты, обладающие достаточно высоким показателем преломления в микроволновом спектре. Например, у виноградин этот коэффициент приблизительно равен 10. Так что если длина волны в пустой микроволновке составляет около 12 см, то внутри виноградины (предмета с высоким показателем преломления) её длина сокращается примерно до 1,2 см. Это значение приближённо равно длине самой виноградины.
Когда длина волны равна длине объекта, она может оказаться «запертой» внутри объекта. Волна попросту отражается от противоположных «границ» (в нашем случае — кожуры винограда). Это и происходит, если поместить одну целую виноградину в микроволновку. Плазмы мы так не получим, но будет заметен другой эффект — виноградинка будет нагреваться не снаружи вовнутрь, а наоборот — как бы из центра. Именно в центре ягоды будет находиться максимум электромагнитного поля.
Если же мы положим рядом с ней ещё одну виноградинку, но без соприкосновения, то ничего нового мы не увидим. Две виноградины будут разогреваться из центра, но плазма не появится. В микроволновке будут находиться два электромагнитных поля со своими максимумами, расположенными в центрах виноградин.
Совсем другая картина нас ждёт, если мы начнём сближать виноградинки. Если расстояние между ними станет меньше длины волны внутри объекта (то есть меньше длины виноградины), то поля начнут как бы притягиваться друг к другу, а их центры — смещаться к краю. Если же ягоды соприкоснутся, то максимум электромагнитного поля сдвинется в точку соприкосновения.
Получившееся совмещённое электрическое поле достаточно сильно — оно создаёт искры, ионизирует воздух, а затем приводит к появлению плазмы.
На снимках отчётливо видно, как электромагнитные поля и точки максимального нагрева смещаются при перемещении виноградин
Видео: как получить плазму из виноградин в микроволновке
Как оказалось, появление плазмы в микроволновке объясняется смещением максимумов электромагнитных полей
И всё же проводить этот эксперимент дома нужно с осторожностью — всё-таки он сопряжён с пожарной опасностью
Исследователи разгадали причину того, почему две доли винограда загораются, когда их нагревают вместе в микроволновой печи
Трио исследователей из университетов МакМастер, Конкордия и Трент разгадало загадку того, почему две доли винограда загораются, когда их нагревают вместе в микроволновой печи. В своей статье, опубликованной в издании «Proceedings of the National Academy of Sciences», исследователи утверждают, что огненный шар не является результатом воздействия тепла извне винограда, попадающего внутрь, а вместо этого возникает из-за горячих точек, которые формируются в двух частях ягоды.
Еще в 2011 году впечатляющие видеоролики о зажигании винограда в микроволновых печах стали популярными на YouTube. Все, что нужно было сделать человеку, это разрезать виноград пополам, оставив две половинки, соединенные небольшим кусочком кожуры, и нагреть их в микроволновой печи – через несколько секунд между ними появлялся маленький огненный шар.
Еще более захватывающим было то, что никто не мог объяснить, почему так происходит. С тех пор многие ученые, занимающиеся изучением этого процесса, приводили возможные объяснения, и одним из наиболее популярных было предположение, что виноград каким-то образом образует “антенну”, направляющую микроволны через мостик кожуры. В новой работе физики из Канады провели множество тестов винограда и других подобных объектов, чтобы узнать истинную причину образования огненного шара.
Испытания состояли в основном из использования тепловизионных камер для захвата действия, когда виноград был нагрет, и проведения моделирования. Они также протестировали другие фруктовые и пластиковые шарики такого же размера, наполненные водой.
Исследователи обнаружили, что образование огненного шара было результатом простого процесса. Когда микроволны проникают в виноград, в обеих частях образуются горячие точки в местах, где они находятся ближе всего друг к другу из-за связи между ними. По мере того, как горячие точки становятся еще горячее, окружающие электролиты становятся наддувом, что приводит к образованию вспышки плазмы в виде небольшого огненного шара.
Исследователи отмечают, что тот же эффект может быть достигнут при использовании фруктов одинакового размера или наполненных водой шариков. Они также обнаружили, что нет необходимости поддерживать какую-либо физическую связь между двумя частями – все, что требуется, это чтобы они были на расстоянии не более трех миллиметров друг от друга.
Linking plasma formation in grapes to microwave resonances of aqueous dimers, Proceedings of the National Academy of Sciences (2019). DOI: 10.1073/pnas.1818350116
Что нельзя разогревать в микроволновке
1. Цельное яйцо.
Несколько сваренных яиц могут обеспечить вас достаточным количеством питательных закусок, которых хватит на целую неделю. Яйца можно бросить на тост или съесть одиночно, посыпав солью — но чтобы вы не выбрали, никогда разогревайте их целиком в микроволновке. Сваренные яйца там взрываются. Это происходит как с яйцами в скорлупе, так и с очищенными яичками, потому что давление пара, накопленного внутри, превращает кажущуюся невинной закуску в тикающую бомбу замедленного действия. Попробуйте разрезать яйца на четверти, чтобы избежать опасного эффекта.
2. Переработанное мясо.
Вы, вероятно, уже слышали о множестве химических консервантов, которые содержатся в переработанном мясе. Ну, оказывается, становится еще хуже, когда вы забрасываете его в микроволновку. Повторное нагревание обработанного мяса способствовует фабрикации компонентов окисления холестерина, которые более вредные чем чистый холестерин, и напрямую связаны с заболеваниями сердца.
3. Острый перец.
Речь о горячих перцах, упаковывающих огненный удар! Приготовление в микроволновке одного из этих острых овощей не только приведет к копчению, но также может поджечь их. В этом процессе выделяется капсаицин — вещество, которое делает перец жгучим. Таким образом, когда вы открываете микроволновую печь, капсаицин выпускается на волю, вызывая жжение в глазах и горле. Кто знал, что небольшое действие в микроволновке может превратиться в ловушку?
4. Томатный соус.
Мы все там побывали: помещаем вкусную томатную подливку на пару минут в микроволновку, чтобы подготовить ее к большой миске с макаронами. А потом слушаем хлоп-хлоп-хлоп музыку и получаем микроволновую печь, покрытую брызгами красного соуса. Это происходит потому, что густая консистенция томатного соуса затрудняет легкое перемещение частиц, поэтому давление пара накапливается под поверхностью, пока он, наконец, не извергается, чтобы выпустить пар, отправляя соус в полет.
5. Виноград.
Хотя виноград слагается в основном из воды, он действительно может воспламеняться, после разогрева в СВЧ-печи. Видеоролики с виноградом, извергающим раскаленную добела, огненную плазму (да, плазму), прошли через интернет. И хотя люди, стоящие за камерой, часто пытаются это сделать, безопасней держаться подальше от этих вспышек. В то время как виноград искрит в микроволновой печи, его более морщинистый кузен — изюм — по сообщениям, склонен коптиться. Есть подозрения, что это связано с большим количеством сахара, который содержится в ягодах. После того, как сахар тает, он быстро начинает создавать дым.
6. Замороженное мясо.
Использование микроволновой печи для размораживания мерзлого мяса выглядит быстрым, но неравномерное распределение тепла приводит к точечному нагреву. Исследования доказали, что это может включить зеленый свет для бактерий в областях, оставшихся холодными, и сделать их потенциальным источником заболеваний пищевого происхождения.
7. Грудное молоко.
Некоторые новые мамы замораживают грудное молоко и оттаивают его при необходимости. Эта обычная и удобная тактика может сэкономить время и, как правило, абсолютно безопасна, за исключением случаев, когда для размораживания молока используется микроволновка. Хотя этот способ быстрее, микроволновая печь имеет тенденцию неравномерно нагревать жидкость, что приводит к горячим точкам (часто незамеченным), которые могут ошпарить ротик и горло ребенка.
Миф четвертый
Дешевые микроволновки более опасны, чем дорогие.
«Все приборы, выходящие на рынок, одинаково безопасны. Практически все производители на нашем рынке имеют широкую географию присутствия. И мы все знаем, как западные потребители относятся к своей безопасности. Малейшая угроза здоровью — и производитель будет разбираться с этим вопросом в суде», — прокомментировал этот миф Котельников.
По его словам, стоимость прибора, скорее, говорит об оснащенности прибора, качестве материалов и узлов. Микроволновки дополняют грилем, электронными поваренными книгами, дисплеем. Более дорогие печи более мощные, это позволяет глубже проникать излучению в пищу, «чтобы не было такого, что снаружи все уже шкварчит, а внутри ледышка».
Самой новой сейчас является инверторная технология, которая позволяет обойтись без поворотного стола и очень равномерно распределяет энергию по объему СВЧ-печи.
Подогреть виноград в микроволновке
Непонятно, кому и по каким причинам пришло в голову подогревать виноград, но получилось удивительное зрелище. Оказывается, если ягодку разрезать пополам и половинки положить в микроволновую печь, то по мере нагревания, виноград охватывает плазменное свечение.
Дело в том, что размер ягод сопоставим с длиной волн СВЧ. При нагреве волны концентрируются между половинками, создается область высокого нагрева и мощное электромагнитное поле, которое заряжает виноградный сок, насыщенный электролитами. Когда энергия не может дальше накапливаться и «изливается», мы наблюдаем плазменные вспышки. Печам такие эксперименты ничего хорошего не сулят, поскольку ягоды слишком малы, чтобы поглотить излучение, а значит, мы гоняем пустую микроволновку.
Какие продукты нельзя греть в микроволновке
- Цельные яйца – сырые и вареные, в том числе очищенные от скорлупы. В последнем случае «взрывоопасным» остается желток, который имеет плотную оболочку и сильно расширяется при нагревании. Впрочем, запрет на приготовление яичницы в микроволновой печи не строгий: в продаже можно найти специальные контейнеры для этого. Омлет в микроволновке готовить можно, так как все оболочки яиц разрушаются еще до попадания в печь.
- Блюда во фритюре. Горячее масло очень огнеопасно, а контролировать степень его нагревания в микроволновой печи практически невозможно. Это касается всех растительных и животных жиров.
- Напитки на основе алкоголя (например, глинтвейн или пунш) – опять-таки из-за высокой огнеопасности спирта и его паров.
- Консервы в закрытых банках. Перед разогревом содержимого следует обязательно откупорить банку и заодно убедиться, что она не имеет металлизированного покрытия.
- Нельзя использовать СВЧ-печь для сушки домашних заготовок: фруктов, грибов, лекарственных трав.
- Нельзя греть любые продукты, если их общий вес менее 50 г.
Контейнер для приготовления яиц в микроволновке
Нельзя разогревать продукты в закрытой таре! Обязательно снимайте крышки с контейнеров и консервных банок. Исключение – специальные контейнеры для СВЧ с клапаном: крышку у них можно не снимать, но нужно не забывать открыть клапан. При разогреве детского питания снимайте с бутылочек не только крышку, но и соску.
Выкипание напитка в микроволновке
Что удалось выяснить ученым?
Раскрыть тайну с помощью экспериментов (и большого количества высокоскоростных камер) смогли канадские ученые физико-астрономического факультета Университета Трент в Питерборо с коллегами из Университета Конкордия в Монреале. Их статья с описанием исследования была опубликована в журнале PNAS.
Во-первых, оказалось, что электричество тут ни при чем. (До этого было принято связывать это явление именно с электричеством).
Во-вторых, стало ясно, что волшебство обеспечивают:
сферическая форма ягод;
наличие в их составе воды;
а также небольшого количества натрия и калия.
Например, физики смогли добиться того же эффекта с двумя прозрачными гидрогелевыми шариками, на 99% состоящими из воды. Ученые вводили в них небольшое количество натрий-хлорного раствора, и они искрили и полыхали так же эффектно. Вот так:
Видео @Aaron Slepkov, YouTube.com
Вот для сравнения виноград:
Видео @Aaron Slepkov, YouTube.com
Что нельзя греть в микроволновке
Некоторые продукты под воздействием микроволн приобретают повышенное количество канцерогенов. Кроме этого, изменяется молекулярная структура жиров, протеинов и витаминов. Это вызывает деструкцию клеток, что не очень хорошо сказывается на здоровье человека. Молекулярная структура продукта меняется под воздействием микроволн и не восстанавливается при остывании.
Грудное молоко
Наибольшую опасность несут микроволны для грудного молока и различных смесей, входящих в состав детского питания. Аминокислоты в результате такой обработки преобразуются в d-изомеры. Последние являются нейротоксичными и нефротоксичными. Они пагубно влияют на нервную систему человека и нарушают работоспособность почек. Если разогреть грудное молоко или детские смеси в микроволновке, то ребенок будет употреблять токсичную пищу.
Зелень
Греть в микроволновке зелень (петрушку, укроп, зеленый лук, кинзу и другое) нельзя. Во время воздействия микроволн все полезные свойства и витамины пропадают. Кроме этого, более насыщенным становится воздействие нитратов, содержащихся в зелени. Употребление в пищу такого продукты может вызвать отравление и расстройство желудка.
Каши зерновых культур
Нельзя греть и готовить в микроволновой печи каши из зерновых культур. В результате воздействия микроволн из них выделяются свободные радикалы. Они являются своеобразными молекулами-вампирами, которые восстанавливают утерянный электрон из слизистой желудочно-кишечного тракта. Результатом постоянного употребления подобных каш, могут стать хронические болезни желудка и нарушение правильного обмена веществ.
Замороженное мясо
Мы привыкли размораживать мясо в микрволновке. Это очень быстро и удобно. Однако нужно понимать, что данный продукт сырой, а под воздействием микроволн, вредные бактерии получают очень быстрое развитие. Вы наверное замечали, что края такого мяса после разморозки в микроволновой печи становятся серыми. Такое ощущение, как будто данная часть куска уже сварилась. В реале же, она просто пропала. Употреблять в пищу, такой продукт не стоит. Лучше оставить замороженное мясо на ночь при комнатной температуре или положить на нижнюю полку холодильника.
Грибы
Грибы также не рекомендуется греть в микроволновке. Лучше употребить их холодными. Суть заключается все в том же изменении молекулярного состава. Часто употребление продукта, разогретого таким образом, приведет к нарушению правильной работы желудка. Заметить тяжесть и плохое самочувствие можно сразу после приема пищи.
Почему плохо работает Wi-Fi на кухне
Задумывались над этим? Тогда бегом покупать новую микроволновку! Как я уже сказал вначале, СВЧ работает на электромагнитных волнах с частотой 2,45 ГГц. Она почти полностью совпадает с частотой домашнего Wi-Fi роутера. У некоторых пользователей есть 5 ГГц сети, но подавляющее большинство выбирает первый вариант.
Wi-Fi и микроволновка — плохие соседи.
Когда сигнал идет от роутера, он может ”засоряться”. Это будут соседские сети и другое излучение. Но зная, что излучение СВЧ-печи в сотни раз мощнее того, что выдает роутер, можно понять, насколько оно мешает передаче сигнала.
Правда, производители микроволновок позаботились о том, чтобы излучение оставалось внутри и исправные приборы с этим справляются. Примером такой защиты служит сеточка на стекле дверцы. Это специальный металлизированный экранирующий слой. Он не просто защищает людей, но и позволяет печке работать более эффективно (с меньшими потерями). Естественно, подобным образом экранирован весь корпус.
Та самая защита стекла микроволновки.
Если прибор старый или некачественный, защитные свойства могут снижаться, что приводит к ”утечке” излучения. Это влияет не только на домашний Wi-Fi, но и на людей. Хотя по этому поводу до сих пор ведутся споры.
Можно ставить посуду из пенополистирола в микроволновку?
User2547783c_812 / Getty Images Pro
На счет данного материала, а конкретнее пенопластовых контейнеров с едой на вынос, и их подогреве в микроволовке идет много споров.
Такие контейнеры могут и не навредить микроволновой печи, но это не значит, что их можно в ней греть. Пенопласт — это вид пластика, который может расплавиться, если его долго греть.
Но даже если он не будет быстро плавиться, есть еще одна загвоздка – он плохо справляется с теплом. Пенопласт состоит из материалов, которые в больших количествах являются канцерогенными.
Питьё из пенопластовых стаканчиков не вызовет у вас рак, но вот если его подогреть в микроволновке, то некоторые опасные химикаты, которые вам бы не хотелось глотать, могут выделяться из материала и смешаться с содержимым стакана.
Как провести опыт по разогреву виноградной ягоды в СВЧ-печи
- Возьмите одну виноградную ягоду.
- С помощью наточенного ножа надрежьте ее посредине, но не дорезайте полностью. Разрезанная ягода должна быть соединена кожицей.
- Заготовленную виноградную ягоду выложить на тарелку и укрыть стаканом. Установите тарелку в СВЧ-печь.
- В СВЧ-печи должна быть задана средняя мощность нагрева.
Теперь можно увидеть результат эксперимента. От нагрева виноградной ягоды образуется красивая вспышка и появление чарующей плазмы, движущейся от одной части ягоды к другой. Данное исследование будет интересно не только детям, но и подросткам. В какой-то мере оно даже чуть похоже на фокус.
Эффект достигается благодаря движению электронов. При нагревании в СВЧ-печи используют микроволны, которые придают движение электронам между разрезанными виноградными половинками. Ток сосредотачивается к куске шкуры, которая при нагреве сохнет. Через высохшую шкуру ток не может пройти, и он поднимается в воздух из-за этого и создаются искры.
Созданное электрическое поле помогает выбить из атомов электроны, с образованием искр. Данные электроны имеют свободное перемещение. Плазма проносит положительно заряженные электроны, она может провести электричество и поглотить микроволны. При создании переизбытка микроволн, верхняя часть микроволновой печи может повредиться, на ней появятся обожженные точки.
Микроволновая печь. Враг или помощник?
Первый в мире патент на изобретение микроволновой печи был выдан в далеком 1946 году американцу Перси Спенсеру. С тех пор микроволновка прочно вошла в нашу жизнь и сейчас есть практически в каждой квартире. Но все эти годы вокруг неё «варится» очень много мифов и предубеждений. Например, у меня дома микроволновой печи нет. Бабуля считает, что она «излучает что-то вредное». Я с ней не спорю, себе дороже. Но разобраться в этом вопросе попытаюсь.
1. Микроволновка делает продукты вредными
Это миф. Единственное, что делает с продуктами микроволновое излучение – нагревает их. Происходит это за счет дипольного сдвига – механизма преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала. Иначе говоря, электромагнитные волны просто раскачивают молекулы воды в продукте. Молекулы начинают сталкиваться друг с другом, ударяться и, тем самым, просто нагреваются. Микроволны, излучаемые магнетроном микроволновой печи, относятся к категории неионизирующих излучений. Они не оказывают никакого радиоактивного воздействия на продукты питания.
2. В микроволновке нельзя использовать пластиковую посуду
Это факт. Хотя на некоторой посуде из пластика и стоит значок «разрешено использовать в микроволновой печи», лучше не рисковать и воспользоваться керамической или специальной стеклянной посудой. При постоянном нагревании пластик начинает выделять опасное для здоровья вещество Бисфенол А, которое способно накапливаться в организме.
3. Микроволновка может взорваться, если в неё поставить железную посуду
Это миф. Взрыва не произойдет, будет лишь сильное искрение, которое может повредить магнетрон и вывести микроволновку из строя. Да и еда в железной посуде не разогреется, т.к. электромагнитные волны не проникают через этот материал, а отражаются от него.
4. Продукты, приготовленные в микроволновке, теряют все свои полезные качества
Это преувеличение. Витаминов и прочих полезных веществ продукты теряют не больше, чем при приготовлении на газовой или электрической плите. Все зависит лишь от того, как долго готовится блюдо. А если учитывать, что в микроволновке можно не использовать масло, как это делается при жарке на сковороде, то пользы от некоторых блюд из микроволновой печи даже больше.
5. В микроволновке нельзя готовить яйца
Это факт. И не только яйца, а любые продукты и жидкости в плотно закрытой таре. В том числе и сосиски в пленке. Дело в том, что из-за испарения жидкости создается очень высокое давление, в результате которого тару (скорлупу, оболочку сосисок) может просто разорвать.
6. Нельзя включать пустую микроволновку
Это факт. Микроволны, не встретив на своем пути никаких препятствий, будут многократно отражаться от внутренних стенок печи, что приведет к её серьезным повреждениям.
7. Продукты в микроволновке начинают нагреваться не снаружи, а изнутри
Это миф. Продукты разогреваются, как обычно, снаружи внутрь. Просто внешняя оболочка некоторых продуктов (корочка хлеба, кожура овощей) обычно бывает более сухой, чем внутреннее содержимое. А поскольку быстрее всего микроволны нагревают молекулы воды, то изнутри такие продукты могут быть несколько горячее, чем снаружи.
8
Воду в микроволновке следует нагревать особенно осторожно. Это факт, поскольку вода может очень быстро перегреться. Особенно не следует нагревать жидкости в посуде с узким горлышком
В момент закипания вода может неожиданно выплеснуться наружу и обжечь вас
Особенно не следует нагревать жидкости в посуде с узким горлышком. В момент закипания вода может неожиданно выплеснуться наружу и обжечь вас
Это факт, поскольку вода может очень быстро перегреться. Особенно не следует нагревать жидкости в посуде с узким горлышком. В момент закипания вода может неожиданно выплеснуться наружу и обжечь вас.
9. Микроволновка испускает опасное излучение
Это, скорее миф. Электромагнитные волны микроволновки не радиоактивны. Но для здоровья могут быть опасны, т.к. и мы тоже на 90% состоим из воды. Если ваша микроволновка недостаточно герметична, то находиться рядом с ней во время работы магнетрона может быть чревато тепловым поражением тканей, а попросту – ожогом. Ни корпус печи, ни помещение, ни продукты питания не накапливают излучения. Как только магнетрона выключается, излучение микроволн прекращается. Даже при утечке микроволн, они очень быстро затухают в атмосфере. 1 метр уже является довольно безопасным расстоянием, на которое нужно отойти от работающей микроволновой печи.
Вот всё, что мне удалось выяснить. Верить этому или нет – решать только вам. Мою бабулю уговорить на покупку микроволновки так и не удалось.
