Co się z tym dzieje: Metal w mikrofalówce eksploduje – a może jednak?

Twoja mikrofalówka: Podgrzewa resztki jedzenia, gotuje popcorn i sprawia, że stara kawa jest nieco mniej okropna. Szanse są takie, że nie używasz jej tak często jak kiedyś.

Ale jeśli jest jedna rzecz, którą wszyscy wiemy, to to, że nigdy, przenigdy nie powinieneś wkładać metalu do mikrofalówki. Ponieważ z pewnością wybuchnie, tak jak w powyższym klipie z filmu American Hustle. Tylko, że ta scena jest zła. Pamiętasz, że pewnego razu przez nieuwagę zostawiłeś łyżkę w misce, którą włożyłeś do mikrofalówki i wszystko było w porządku? Albo kiedy podgrzałeś Hot Pocket i zastanawiałeś się nad metalową wyściółką w opakowaniu? Wtedy właśnie zacząłeś myśleć, że to wszystko jest tylko oszustwem.

Co z tym jestW każdym tygodniu będziemy wyjaśniać naukę stojącą za dziwnym zjawiskiem, nad którym możesz się zastanawiać lub o którym możesz usłyszeć po raz pierwszy właśnie tutaj. Jeśli widziałeś lub słyszałeś o czymś, co chciałbyś, abyśmy wyjaśnili, wyślij nam e-mail.

Piwo w gorącej patelni ślizga się jak krążek do hokeja na trawie

Tajemniczy efekt, który sprawia, że gorąca woda zamarza szybciej niż zimnaKuchenki mikrofalowe gotują żywność, wykorzystując (jakżeby inaczej) promieniowanie mikrofalowe. Krótko po II wojnie światowej Percy Spencer, inżynier z firmy Raytheon, przypadkowo odkrył, że wiązka mikrofal pochodząca z aktywnego zestawu radarowego roztopiła Mr. Goodbar w jego kieszeni. Spencer potwierdził, że to właśnie mikrofale są odpowiedzialne za jego czekoladowy bałagan, popychając popcorn i eksplodując jajkiem w twarz innego naukowca. Raytheon opatentował i zbudował pierwsze kuchenki mikrofalowe, które były tak duże i drogie, że używano ich tylko na statkach wojskowych. Ale do lat 70. technologia stała się na tyle mała i tania, że wiele osób kupowało modele kuchenne.

Wewnątrz metalowego pudełka twojej mikrofalówki znajduje się urządzenie zwane magnetronem i pomimo jego wspaniałej nazwy zrozumienie, jak to działa, nie jest łatwe. Magnetron zaczyna się od uwolnienia elektronów z ujemnie naładowanego pręta zwanego katodą. Te elektrony wędrują do komory wypełnionej polem elektrycznym i magnetycznym, które odchylają elektrony i zmuszają je do krążenia po okręgu. Gdy elektrony wędrują, ocierają się o dodatnio naładowane ściany komory, która ma wbudowane specjalne wgłębienia. Elektrony przeskakują przez te wnęki, przekazując energię elektryczną i zmuszając wnęki do rezonowania w określonej częstotliwości, która wytwarza fale elektromagnetyczne w zakresie mikrofalowym.

Te mikrofale są kierowane do głównego pojemnika kuchenki mikrofalowej, gdzie odbijają się tam i z powrotem pomiędzy ściankami. Jeśli umieścisz coś wewnątrz kuchenki mikrofalowej, może to pochłaniać promieniowanie mikrofalowe. Niektóre substancje – w szczególności woda, tłuszcze i inne polimery organiczne – bardzo dobrze pochłaniają promieniowanie mikrofalowe. Cząsteczki wody robią to działając jak małe magnesy (każda cząsteczka ma niewielki ładunek ujemny na atomie tlenu i dodatni na atomie wodoru). Gdy promienie mikrofalowe przesuwają się tam i z powrotem w kuchence, przyciągają cząsteczki wody, ciągnąc je i zmuszając do bardzo szybkich drgań. Te wibracje zamieniają się w ciepło, podgrzewając twój posiłek.

Więc tak można ugotować obiad w mikrofalówce. Ale co z metalami? Cóż, na poziomie mikroskopowym większość metali to układy kratowe atomów z mnóstwem elektronów swobodnie krążących między nimi. Promieniowanie mikrofalowe przyciąga wszystkie te elektrony, gdy odbija się wewnątrz kuchenki mikrofalowej, ciągnąc je tam i z powrotem, a to generuje ciepło wewnątrz metalu. Duży arkusz bardzo cienkiego metalu, jak duży kawałek folii aluminiowej, może w rzeczywistości nagrzewać się bardzo szybko, stając się tak gorącym, że może zacząć spalać mikrofalówkę. Więc nie rób tego.

Ale prawdziwe niebezpieczeństwo wynika z posiadania metalu z zagięciami lub martwymi końcami. To dlatego, że jak elektrony dostać przemieszane tam i z powrotem, będą spotykać się z innymi elektronami. Może to spowodować powstanie skoncentrowanych miejsc o ujemnym ładunku. Elektrony będą naturalnie odpychane od obszarów, w których jest zbyt dużo ładunku. Jeśli te ujemne punkty znajdą się w miejscu, gdzie są blisko powietrza, jak np. zęby widelca lub załamanie zgniecionej folii aluminiowej, elektrony odskoczą, tworząc iskrę i jonizując cząsteczki powietrza w plazmę. Szczególnie niesamowici nauczyciele fizyki w liceum zademonstrują ten efekt w klasie umieszczając płytę CD w mikrofalówce i obserwując lecące iskry. Same iskry prawdopodobnie nie wzniecą pożaru, ale jeśli trafią na coś łatwopalnego, jak papier woskowy, który również umieszczasz w mikrofalówce, może to doprowadzić do sytuacji, w której biegniesz po gaśnicę.

Istnieją pewne sytuacje, w których metal w mikrofalówce nie będzie zbyt niebezpieczny. Gruby metal nagrzewa się powoli. Jeśli nie ma ostrych krawędzi, nie jest prawdopodobne, że stworzy iskry i ogień, dlatego niektóre mikrofalówki mają metalowy stelaż, który można umieścić w środku bez żadnych problemów. Metalowa wyściółka rękawa Hot Pocket jest również wystarczająco gładka, aby zapobiec iskrzeniu, zamiast tego nagrzewa się i generuje promieniowanie podczerwone, które chrupie zewnętrzną stronę jedzenia. A jeśli zęby widelca, który przypadkowo włożyłeś do mikrofalówki, są zakopane pod jedzeniem, prawdopodobieństwo iskrzenia spada.

Pomimo, że nie każdy metal powoduje problemy, jedną z nieoczekiwanych rzeczy, która może eksplodować w mikrofalówce jest winogrono (jeśli jest przygotowane prawidłowo, jak na poniższym filmie). Przetnij ten malutki owoc na pół, pozostawiając połówki połączone skórką, a będzie on tej samej wielkości, co pojedyncza fala promieniowania mikrofalowego. Ze względu na swój rozmiar i kulisty kształt, połówki winogron są w stanie skoncentrować energię mikrofalową pomiędzy sobą. Winogrona rozgrzeją się, uwalniając parę wodną dokładnie w tym miejscu, w którym wiązki mikrofalowe są najbardziej energetyczne. Para zamieni się w plazmę (gaz o wysokiej temperaturze, w którym cząsteczki są zjonizowane). W ciągu kilku sekund spowoduje to, że winogrono stanie w płomieniach. To nie jest eksperyment, który należy traktować lekko! Dwie połówki winogron mogą zrujnować twoją mikrofalówkę.

Tak długo, jak metal, który wkładasz do mikrofalówki jest gruby, gładki, nie w pobliżu niczego łatwopalnego i najlepiej zakopany w jedzeniu (ale nie w winogronach), wszystko prawdopodobnie będzie w porządku. Ale tak naprawdę, najlepszym pomysłem jest wciąż nie wkładać metalu do mikrofalówki.

Wideo: 1) Sony Pictures Entertainment/Youtube. 2) Ryan Shipman/Youtube