Любители чая говорят об этом уже много лет. Вода, нагретая в микроволновке, уже не та.
Обычно при нагревании жидкости источник нагрева, например, печь, нагревает емкость снизу. Благодаря процессу, называемому конвекцией, по мере того, как жидкость нагревается в нижней части контейнера, она становится менее плотной и перемещается вверх, позволяя более холодной части жидкости контактировать с источником. В конечном итоге это приводит к равномерной температуре по всему стеклу.
Внутри микроволновки, однако, электрическое поле, действующее как источник нагрева, существует повсюду. Поскольку весь стакан тоже нагревается, процесс конвекции не происходит, и жидкость в верхней части сосуда становится намного горячее, чем жидкость в нижней части.
Группа исследователей из Университета электронных наук и технологий Китая изучила эту неравномерность нагрева и представила решение этой распространенной проблемы в журнале AIP Advances от AIP Publishing.
Разработав серебряное покрытие по краю стакана, группа смогла защитить поверхность жидкости от воздействия микроволн. Серебро действует как проводник для волн, уменьшая электрическое поле наверху и эффективно блокируя нагрев. Это создает процесс конвекции, аналогичный традиционным подходам, что приводит к более равномерной температуре.
Размещение серебра в микроволновой печи может показаться опасной идеей, но аналогичные металлические конструкции с точно настроенной геометрией, предотвращающей воспламенение, уже безопасно использовались для микроволновых пароварок и рисоварок.
«После тщательного проектирования металлической конструкции соответствующего размера, металлическая кромка, склонная к воспламенению, находится в слабой напряженности поля, где она может полностью избежать воспламенения, поэтому она по-прежнему безопасна», - сказал Баоцин. Цзэн, один из авторов статьи и профессор электронной науки и техники в UESTC.
Твердые вещества не подвергаются конвекции, поэтому равномерно подогреть остатки пищи - совсем другая задача.
«Для твердых тел не существует простого способа спроектировать чашу или тарелку, чтобы добиться гораздо лучшего результата нагрева», - сказал Цзэн. «Мы можем изменить распределение поля, но изменение очень мало, поэтому улучшение ограничено».
Группа рассматривает другие способы улучшения неоднородности твердых пищевых продуктов, но в настоящее время эти методы слишком дороги для практического использования. На данный момент они сосредоточили свои усилия на сотрудничестве с производителем микроволновых печей, чтобы коммерциализировать их принадлежности для микроволновых печей для жидкостей.
Будущее, в котором чай можно без насмешек разогревать в микроволновой печи, возможно, не за горами.