nauki ścisłe
Autor: Jan Mostowski | dodano: 2012-10-17
Dlaczego metalowe przedmioty iskrzą w mikrofalówce?

Odpowiada prof. dr hab. Jan Mostowski z Instytutu Fizyki PAN

Kuchenki mikrofalowe stosuje się do podgrzewania potraw, wykorzystując do tego celu promieniowanie mi­krofalowe – fale elektromagne­tyczne o długości rzędu kilku lub kilkunastu centymetrów. Te w kuchence mają długość około 12 cm. Przejście promieniowania mikrofalowego przez substancję powoduje jej ogrzanie. Podle­ga mu przede wszystkim woda, ale również inne związki zawie­rające cząsteczki o trwałym mo­mencie dipolowym.

Moc promieniowania w ku­chence wynosi od kilkuset do ponad 1000 W. Jeśli w mikrofa­lówce znajduje się jakiś obiekt (np. szklanka z wodą), to przy ta­kiej mocy pole elektryczne w ko­morze jest stosunkowo słabe – jego natężenie wynosi około kil­kuset woltów na centymetr. Pole o takim natężeniu nie może wy­wołać drastycznych skutków. Podgrzeje ono wodę, ale już nie powietrze czy parę wodną w nim się znajdującą bądź też inne substancje nieprzewodzące (papier, porcelanę, plastik). Pole elektryczne osiąga większe natężenie, gdy komora kuchenki jest pusta. Wówczas promieniowanie pochłaniane jest wyłącz­nie przez ścianki urządzenia, co może doprowadzić do nad­miernego ich ogrzania.

Co się stanie, gdy do ku­chenki włożymy metalo­wy przedmiot? Zmienne pole elektromagnetyczne wytworzy w metalu prądy wirowe, które zwiększą jego temperaturę – od po­wierzchni ogrzeje się wte­dy powietrze w komorze, a więc zwiększy się jego ci­śnienie. Może to spowodo­wać większy lub mniejszy wybuch. Na ogół jednak włożone do kuchenki me­talowe przedmioty, niema­jące mocno zarysowanych brzegów, nie powodują tak dramatycznych efektów.

Natomiast umieszczenie blisko siebie metalowych przedmiotów o ostrych krawędziach lub końcach, na przykład kawałków cienkiej folii aluminiowej, może spowodować iskrzenie. Pole elektryczne ma tę wła­ściwość, że jego natężenie jest znacznie większe w pobliżu metalowego ostrza. W okolicach luźnego styku dwóch me­talowych przedmiotów (np. kawałków metalowej folii) mo­że ono łatwo przekroczyć wartość 3 MV/m, czyli wielkość wystarczającą do „przebicia” powietrza. W tak silnym polu cząsteczki gazu pomiędzy kawałkami metalu ulegają joni­zacji, powstaje przewodząca plazma, widoczna jako iskra. Może ona przeskakiwać między dwoma bliskimi metalowymi krawędziami lub między ostrzem a ścianką kuchenki. W mi­krofalówkach o większych mocach (powyżej 1000 W) ostre metalowe końce lub brzegi mogą wytworzyć na tyle silne po­le elektryczne, że wokół nich powstaje korona (ogień świę­tego Elma), czyli obszar zjonizowanego powietrza. Może to doprowadzić do zapalenia przedmiotów wewnątrz komory lub elementów samej kuchenki.

Mikrofalówka jest urządzeniem bezpiecznym, jeśli używa się jej zgodnie z przeznaczeniem. Nie należy samodzielnie eksperymentować z tym urządzeniem, gdyż może to dopro­wadzić do jego zniszczenia albo pożaru.

 

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 10/2008 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
11/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
18
W 1897 r. urodził się Patrick Maynard Stuart Blackett, brytyjski fizyk, laureat Nagrody Nobla.
Warto przeczytać
Historia Polski pełna jest mitów, półprawd, przemilczeń i niedomówień. Różne jej wątki bywały w ciągu wieków retuszowane, poprawiane i wygładzane, by w końcu przybrać postać miłej dla ucha opowieści – stawały się narodowymi mitami.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Jan Mostowski | dodano: 2012-10-17
Dlaczego metalowe przedmioty iskrzą w mikrofalówce?

Odpowiada prof. dr hab. Jan Mostowski z Instytutu Fizyki PAN

Kuchenki mikrofalowe stosuje się do podgrzewania potraw, wykorzystując do tego celu promieniowanie mi­krofalowe – fale elektromagne­tyczne o długości rzędu kilku lub kilkunastu centymetrów. Te w kuchence mają długość około 12 cm. Przejście promieniowania mikrofalowego przez substancję powoduje jej ogrzanie. Podle­ga mu przede wszystkim woda, ale również inne związki zawie­rające cząsteczki o trwałym mo­mencie dipolowym.

Moc promieniowania w ku­chence wynosi od kilkuset do ponad 1000 W. Jeśli w mikrofa­lówce znajduje się jakiś obiekt (np. szklanka z wodą), to przy ta­kiej mocy pole elektryczne w ko­morze jest stosunkowo słabe – jego natężenie wynosi około kil­kuset woltów na centymetr. Pole o takim natężeniu nie może wy­wołać drastycznych skutków. Podgrzeje ono wodę, ale już nie powietrze czy parę wodną w nim się znajdującą bądź też inne substancje nieprzewodzące (papier, porcelanę, plastik). Pole elektryczne osiąga większe natężenie, gdy komora kuchenki jest pusta. Wówczas promieniowanie pochłaniane jest wyłącz­nie przez ścianki urządzenia, co może doprowadzić do nad­miernego ich ogrzania.

Co się stanie, gdy do ku­chenki włożymy metalo­wy przedmiot? Zmienne pole elektromagnetyczne wytworzy w metalu prądy wirowe, które zwiększą jego temperaturę – od po­wierzchni ogrzeje się wte­dy powietrze w komorze, a więc zwiększy się jego ci­śnienie. Może to spowodo­wać większy lub mniejszy wybuch. Na ogół jednak włożone do kuchenki me­talowe przedmioty, niema­jące mocno zarysowanych brzegów, nie powodują tak dramatycznych efektów.

Natomiast umieszczenie blisko siebie metalowych przedmiotów o ostrych krawędziach lub końcach, na przykład kawałków cienkiej folii aluminiowej, może spowodować iskrzenie. Pole elektryczne ma tę wła­ściwość, że jego natężenie jest znacznie większe w pobliżu metalowego ostrza. W okolicach luźnego styku dwóch me­talowych przedmiotów (np. kawałków metalowej folii) mo­że ono łatwo przekroczyć wartość 3 MV/m, czyli wielkość wystarczającą do „przebicia” powietrza. W tak silnym polu cząsteczki gazu pomiędzy kawałkami metalu ulegają joni­zacji, powstaje przewodząca plazma, widoczna jako iskra. Może ona przeskakiwać między dwoma bliskimi metalowymi krawędziami lub między ostrzem a ścianką kuchenki. W mi­krofalówkach o większych mocach (powyżej 1000 W) ostre metalowe końce lub brzegi mogą wytworzyć na tyle silne po­le elektryczne, że wokół nich powstaje korona (ogień świę­tego Elma), czyli obszar zjonizowanego powietrza. Może to doprowadzić do zapalenia przedmiotów wewnątrz komory lub elementów samej kuchenki.

Mikrofalówka jest urządzeniem bezpiecznym, jeśli używa się jej zgodnie z przeznaczeniem. Nie należy samodzielnie eksperymentować z tym urządzeniem, gdyż może to dopro­wadzić do jego zniszczenia albo pożaru.