失去灵魂!现在的微波炉怎么不会转圈了?
传统印象中,微波炉是与“旋转”紧密联系的电器。拧下旋钮,玻璃转盘带动食物在温暖的黄光中旋转——然后,伴随着“叮”的一声,热气腾腾的饭菜就可以上桌了。
甚至连微波加热都叫“转一下”,旋转可以说是微波炉的灵魂 | BuzzFeed/giphy
然而,现在的微波炉很多都已经改变了模样。它们不仅加入了各种复杂的新功能,而且有些连转盘都没了,只剩下平坦的底部。
转盘怎么没了?| 作者拍摄
没有转盘的微波炉对加热容器的尺寸限制小,清洁起来也方便,使用感受确实不错。但微波炉没了转盘,真的还能好好加热食物吗?有转盘和没有转盘,究竟哪一种更好?
首先,为什么要有转盘?
微波炉通过微波频段的电磁波来加热食物。这些电磁波从磁控管产生,它们在微波炉内形成变化的电磁场。食物中的极性分子(例如水分子)会对电磁场产生反应,它们旋转、振动、彼此碰撞,并在这个过程中产热。
微波炉可以让极性分子(例如水)彼此碰撞产热 | Wikipedia
和传统炉灶相比,微波炉让能量更直接地到达食材,因此它加热速度快,两三分钟就能把剩饭热好。然而,独特的加热原理也使微波炉注定要面对加热不均匀的问题。
在微波炉内,电磁波从固定位置、以固定形式发射出来,这些电磁波在微波炉内壁之间反射,并产生相互作用——其结果是,微波炉内总是会出现固定模式的驻波。
简化的驻波示意图。蓝色与绿色波叠加,形成红色的驻波。驻波上有一些点振幅始终为0,这里就是波节;而另一些点始终保持最大振幅,这些位置就是波腹。| Wikipedia
驻波让微波炉内不同位置的加热效果变得截然不同:在波腹的位置上,电磁场大幅振荡,食物中的分子也跟着大量产热;但在波节处,电磁场却波澜不惊,食物自然也热不了一点。
驻波让微波炉内的加热效果变得不均匀。实验者在不使用转盘的情况下对装在玻璃浅盘中的水进行加热,并用热成像拍下了温度的不均匀分布。| Michael Vollmer
转盘就是为解决这个问题而设计的。它能让食材在加热中不断更换位置,让它们接触到的电磁波环境变得平均。
不用转盘,还有别的办法
一些微波炉没有转盘,这是因为转盘不是改善加热不均匀的唯一手段。
另一种常用方法是在微波炉内加装特殊形状的金属“扇叶”。虽然没有改变食材位置,但旋转的扇叶可以持续改变电磁波在微波炉内的反射方式。这样一来,原本固定的驻波就会被搅乱,不同位置的加热强度就会变得更均匀。
拆下的金属扇叶,它在微波炉内负责搅动电磁波 | RepairClinic.com
这些金属扇叶被称为“模式搅拌器”(mode stirrer),它们通常位于玻璃或陶瓷材质的底板下方,或者藏着塑料罩后面,平时不会被人注意到。这些罩子虽然看起来不透明,但能透过微波,不会影响搅拌器发挥作用。也有些微波炉同时具有搅拌器和转盘。
藏在塑料罩里的微波搅拌器 | RepairClinic.com
效果怎么样?
从实验数据来看,搅拌器和转盘都能显著改善加热均匀度,它们并没有明显的优劣之分。不过,它们也各有不同的局限性。
未使用搅拌器(左)与使用模式搅拌器(右)的加热均匀度对比。实验者在微波炉内加热了一层潮湿的变色硅胶,未充分加热的硅胶保持浅色,充分加热变干的硅胶颜色变深。| H. S. Hauck
搅拌器的局限在于,即使不断打乱微波,炉内的微波强度也做不到完全均匀。即使扇叶设计合理,它“取平均”的效果可能依然比直接变换食物位置稍差。
而转盘的局限是,转轴中心和外周总是难免会有温度差异。这是因为,转轴中心处的食物在加热时无法有效改变位置。
研究者用划分格子的塑料盘加热水,并用热成像显示了微波炉转盘不同位置的温度。转盘周围一圈温度均匀,但中心处温度却有显著差异 | Krishnamoorthy Pitchai et al.
除去这些因素,微波加热不均匀还与食物的成分和几何形状有关,这一点就算改进微波炉设计也无法避免。
比如说,在相同的微波强度下,食物中水和脂肪的加热效果就很不一样。在微波加热肉类时,我们常会发现肥肉部分率先变得很烫——这是因为油脂的比热容比水小得多。油脂吸收微波产热的效率不像水那么高,但它只需要较少能量就能提升更多温度。
即使用了转盘或扇叶,微波加热的均匀度依然不太令人满意 | 图虫创意
因此,要想让饭菜真正热得均匀,最好还是中途暂停一下,把食物拿出来翻一翻吧。
果壳家电组 出品
参考文献
作者:窗敲雨
编辑:odette
封面图来源:oagunl2/reddit
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