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解密微波炉

2009-07-21云无心

中学生百科·悦青春 2009年12期
关键词:极性水分子电磁波

云无心

微波炉为什么能加热食物?

让我们从水说起。水分子是由一个氧原子两个氢原子构成的,氧原子对电子的吸引力很强,所以水分子中的电子比较集中在氧原子那一头,相应的氢原子那头就少一些。整体来看,水分子就有一头带着正电,另一头带着负电。在化学上,这样的分子就被叫做“极性分子”。

在通常的水里,水分子是杂乱无章地排列的,正电负电冲哪个方向的都有。当水处在电场中的时候,正电的那头就会转向电场的负极,而带负电那头会转向电场的正极——所谓的“异性相吸,同性相斥”。

如果是一个静止的电场,水分子们排好队也就安静下来了。如果电场在不停地转,那么水分子就会跟着转,试图和电场保持一顺儿的队形。如果电场转得很快,那么水分子们也就转得很快——摩擦生热,水的温度就升高了。

电磁波就相当于这样一种旋转的电场。用在微波炉上的电磁波每秒钟要转二十几亿圈,水分子们以这样的速度跟着转,自然也就“浑身发热”,温度在短时间内就急剧升高了。在这个过程中,水分子本身并没有被微波改变。

不仅是水,其他极性分子也都可以被微波加热。通常的食物中都含有水和其他极性分子,所以在微波作用下可以被迅速加热。而非极性的分子,比如空气,以及某些容器,就不会被加热。

因为微波是一种辐射,所以许多人自然而然地认为它会致癌。事实果真如此吗?

微波是一种电磁波,跟收音机、电报所用的电波、红外线以及可见光本质上是同样的东西。它们的差别只在于频率的不同。微波的频率比电波高,比红外线和可见光低。电波和可见光不会致癌,自然也就不难理解频率介于它们之间的微波也不会致癌。其实,这里所说的“辐射”,只是指微波的能量可以发射出去,跟X光以及放射性同位素产生的辐射是不一样的。X光虽然也是电磁波,但是其频率比微波高得太多,因而能量也高,而放射性同位素在衰变过程中会放射出粒子,所以它们能让生物体产生癌变。

还有人经常会问,使用微波炉,安全吗?如果我们知道,太阳光是比微波更高能的电磁波。那么问题或许可以变为:太阳光,安全吗?

微波的安全性跟太阳光一样——是否伤害人体取决于能量的强弱。和煦的阳光让人舒爽,烈日暴晒则可以造成严重的皮肤灼伤。微波也是如此——既然能够加热食物,自然也能加热人体。问题的关键在于:到达人体的微波还有多少能量?

科学家们已经为我们作了大量的研究,找到了对人体产生伤害的最小微波功率。完好的微波炉,泄漏的微波功率距离伤害人体的强度还很遥远。所以,对于微波炉来说,只要是合格产品,使用中没有损坏,就不会泄漏出能够伤害人体的微波来。

解除了对微波炉的诸多担心,很多人或许还想知道一个问题。那就是微波炉能否替代传统加热。

微波炉很方便快捷,但是对于烹饪而言,它有着先天的不足。所以,尽管有许多所谓“微波炉食谱”的出现,但是微波炉只会成为厨房的一个好帮手,而难以占据烹饪的主导地位。

许多食物的风味是把食物加热到相当高的温度才产生的,比如爆炒、煎炸、烘烤等等。在高温下,蛋白质与糖发生反应,碳水化合物“变黄”,一些香味物质分解出来……这些是“美味”来源,也是通常所说的“火候”关键。这在传统的微波炉中是无法实现的。一些新开发的高档微波炉,增加了热量对流和红外加热的功能。也能够实现一些传统烹饪的需求。不过价格自然也就很贵了。

微波炉加热的优势在于很快地把食物加热,所以擅长的是把已经做熟的食物很方便地再次变热。这样的加热一般不足以杀死细菌,对于保存时间过长有可能变坏的食物来说,微波炉加热就不能保障安全了。

微波炉加热食物最大的问题在于受热不均。微波炉不加热空气,直接加热食物,这是它的能源效率高的原因。但是它并不是像许多人认为的那样“从内向外”加热——它也是从外向里加热的。只不过跟传统的加热方式相比,微波的穿透力强一些,能够直接加热到几厘米深的地方。而传统的加热是从表面逐渐向内,外层的温度永远比里面高。因为微波能达到的地方升温很快,不能穿透到的地方升温慢,所以内外的温度差别可能会非常大。

编辑梁宇清

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