A villa ezért szikrázik a mikróban

Melyik a legjobb módszer a fagyasztott hús kiolvasztására ?

Közismert, hogy a hollywoodi filmek hajlamosak eltúlozni dolgokat, így például a reggeli zabpehellyel együtt véletlenül a mikróba kerülő kanalak rendszerint azonnal hatalmas robbanást idéznek elő a vásznon. A valóság persze ennél valamelyest árnyaltabb, ezzel együtt tény, hogy az óvatlan baki könnyen kárt tehet a drága konyhai készülékben. A jelenség hátterében meghúzódó okokat Aaron Slepkov, az ontariói Trent Egyetem fizikusa foglalta össze röviden a Live Science megkeresésére.

Ahhoz, hogy megértsük a kétségkívül attraktív szikrázás kialakulásának folyamatát, először is érdemes gyorsan áttekinteni, hogyan működnek a mikrohullámú sütők. Az eszközök kulcsfontosságú alkatrésze a magnetron, azaz az a vákuumcső, amelyen mágneses tér áramlik keresztül. A mágneses térben körkörösen kezdenek el mozogni az elektronok, 2,5 gigahertz frekvenciájú elektromágneses hullámokat keltve ezáltal. Minden anyag esetében létezik egy bizonyos frekvencia, amin különösen hatékonyan nyeli el a fényt. A víz esetében ebbe a tartományba esik a 2,5 gigahertz is, mivel pedig az ételeink többségében igen sok víz található, ezért ezen a frekvencián könnyedén képesek felvenni a mikrohullámok energiáját, aminek hatására aztán felmelegszenek.

A mikrosütőben is van fém Érdemes megemlíteni, hogy a mikrohullámú sütő valójában egy Faraday-kalitka, amely magába zárja a mikrohullámokat. Belső falai fémből készülnek, a mikrohullámok pedig ezek között pattogva a melegítéshez betett ételbe ütköznek. A papír, az üveg és a műanyag egyaránt átengedi a hullámokat, a víz viszont elnyeli azokat. A vízmolekulák ennek hatására gyors rezgésbe kezdenek, ami hőtermelődéshez vezet. A sütők ajtajába épített üveglapot belülről egy lyukacsos fémháló fedi. Ezek a lyukak éppen elég aprók ugyanis ahhoz, hogy a fény áteresszék, a mikrohullámokat viszont bent tartsák. Így anélkül figyelhetjük éhségtől kopogó szemekkel az odabent forgó ételt, hogy közben félnünk kellene a mikrohullámok hatásától - azok ugyanis közvetlen kontaktus esetén a testünkben lévő vizet is hamar felforralhatnák.

Érdekesség, hogy a víz melegítéséhez valójában nem a 2,5 gigahertz a leghatékonyabb. Az első mikrohullámú sütőt piacra dobó cég, a Raytheon szakemberei ugyanis rájöttek, hogy a fizikusi szemmel nézve legjobb frekvenciák a gyakorlatban már nem alkalmazhatók igazán jól. Ennek az az oka, hogy ilyenkor az adott étel, így például egy tál leves felszínéhez közeli vízmolekulák az összes hőt elnyelik, ezáltal csupán egy nagyon vékony réteg forr fel, az alatta lévő víz pedig hideg marad. A 2,5 gigahertzes frekvencia mellett kiküszöbölhető ez a probléma.

Visszatérve a fémekre és a szikrázásra, Slepkov elmondta, hogy amikor a mikrohullámok fémes anyagokkal kerülnek interakcióba, az elektronok körbeforognak az adott tárgy felszíne körül. Mindez nem okoz bajt, amíg a tárgy felszíne teljesen sima. Ha azonban van valamilyen éles, csúcsos része, mint amilyenek például egy villa fogai, az elektromos töltés gyorsan felhalmozódik, ami magas koncentrációjú feszültséget eredményez. Amennyiben pedig ez a feszültség elég magas, úgy ionizálja a környező levegőt. Az ionizált molekulák hatékonyabban nyelik el a mikrohullámokat a víznél, a szikra feltűnésekor tehát egyre több mikrohullám nyelődik el, újabb és újabb molekulákat ionizálva, így a szikra tűzlabdaszerű növekedésnek indul.

Miért hűl ki gyorsan a mikróban melegített étel ?

A jelenség elsősorban olyan fémtárgyaknál lép fel, amelyeknek durva élei, hegyes sarkai vannak. Mint arra Slepkov rámutatott, ez az oka annak, hogy amennyiben egy teljesen lapos, kör alakú alufóliadarabot teszünk a mikróba, nem fog történni semmi. Ha viszont ugyanezt az alufóliadarabot összegyúrjuk egy galacsinná, és úgy kapcsoljuk rá a melegítést, máris szikrázni kezd.

Forrás: livescience.com ; engineering.mit.edu ; mentalfloss.com