问题

为什么说金属不能放进微波炉里呢?

回答
金属不能放进微波炉,这个说法并非绝对,但绝大多数情况下,将金属制品放入微波炉是极其危险的,并且会损坏微波炉。 问题的关键在于金属的导电性和反射性,以及微波炉的工作原理。

下面我将详细地解释为什么大多数金属不能放进微波炉,并尝试解答一些潜在的疑问:

1. 微波炉的工作原理:

产生微波: 微波炉的核心是一个叫做“磁控管”的部件。磁控管会产生频率在2.45 GHz(吉赫兹)的电磁波,也就是微波。
加热食物: 这些微波通过波导管被导向炉腔内的食物。食物中的水分子、脂肪分子和糖分子具有极性,也就是说它们带有微小的电荷。当微波穿过食物时,这些极性分子会随着电场方向快速振动和旋转,从而产生摩擦生热,这就是食物被加热的原理。
炉腔的反射: 微波炉的内壁是由金属制成的。这种金属内壁能够将微波反射回食物,确保微波能够有效地被食物吸收,而不是逃逸出去。同时,金属内壁也能防止微波泄露到外部环境。

2. 金属与微波的“冲突”:

当金属被放入微波炉时,会发生一系列不良反应:

反射微波,阻碍加热: 金属是优良的导体,它能够极大地反射微波。这意味着微波会被金属表面反射回来,而不是穿透食物被吸收。结果就是食物无法有效地被加热,甚至可能导致加热不均。
产生电弧(火花): 这是最危险也是最直接的危险。金属制品,尤其是那些有尖锐边缘、突出部分或不平整表面的,会成为微波的“焦点”。当微波照射到这些点时,会诱导金属表面产生强烈的电流。
电子的积聚和放电: 金属内部的自由电子会在微波电场的作用下加速移动。如果金属的几何形状导致电子在某个区域高度积聚,就会形成一个强大的电荷差。当这个电荷差足够大时,空气中的电场强度会超过击穿空气的阈值,导致空气电离,发生放电现象,也就是我们看到的火花(电弧)。
火花的危害:
损坏微波炉: 产生的电弧会直接击穿微波炉的内壁、炉门密封层,甚至损坏磁控管。这是导致微波炉损坏的最常见原因。
火灾风险: 产生的火花温度极高,如果附近有易燃物(比如烘干的食物残渣、纸巾等),很容易引起火灾。
金属过热: 即使没有产生电弧,金属本身也会吸收一部分微波能量,导致其自身温度升高。如果金属的体积很小(比如勺子、叉子)或者它被放在微波炉的角落,可能会迅速过热,甚至熔化或变形。
诱导电流,产生热量: 微波本质上是一种电磁波,它包含交变的电场和磁场。当这些交变的场作用于导体时,会在导体内部感应出电流(涡流)。如果金属的电阻率较高或者其形状容易聚集电流,就会导致金属本身因焦耳定律(电流通过电阻产生热量)而发热。

3. 为什么某些金属似乎“可以”放进去?

这里需要区分情况,并解释一些误解:

光滑、圆润的金属容器(例如某些不锈钢碗、圆底的锡箔纸): 有些情况下,将光滑、圆润的金属容器放入微波炉,可能不会立即产生明显的火花。这可能是因为:
没有尖锐点: 这些容器缺乏容易积聚电荷的尖锐边缘。
受热均匀: 如果金属容器受热相对均匀,且没有与微波炉内壁发生强烈的相互作用,可能看起来没事。
体积较大: 体积较大的金属容器,其整体的电势分布可能更平均,不易形成强烈的电弧。
“短暂”的实验: 有些人可能只是短暂放入,未发生危险就取出,误以为可以。
锡箔纸(铝箔): 锡箔纸是最容易产生火花的金属之一。然而,在某些特定的烹饪场景下,人们会小心翼翼地使用锡箔纸包裹食物的边缘,以防止它们被过度加热。这种做法需要非常小心,并且有严格的限制:
仅限包裹食物边缘: 只能用于包裹食物暴露在外、容易烤焦的边缘。
完全包覆: 要确保锡箔纸完全平整地包覆住食物的边缘,没有露出尖锐的褶皱或角。
避免接触内壁: 要确保锡箔纸不会接触到微波炉的金属内壁。
非常短暂的烘烤: 通常与其它加热方式结合使用,或者在微波加热的后期进行。
即便如此,仍然存在风险: 即使按照规则操作,也存在一定的风险,最好还是避免。

4. 微波炉专用金属制品?

市面上确实存在一些标榜“微波炉专用”的金属制品,例如一些特殊设计的金属烤架或披萨盘。这些产品通常经过特殊设计和测试,以最小化产生电弧的风险:

特殊形状和涂层: 它们可能采用了特殊的几何形状、光滑的圆角处理,或者涂覆了特殊的导电材料,以改变微波在金属表面的反射和感应电流分布。
测试和认证: 这些产品通常经过严格的测试和认证,以确保其在设计使用方式下的安全性。
但仍需谨慎: 即使是这类产品,也需要严格按照说明书使用,并且要时刻警惕任何异常情况(如异味、火花)。

5. 总结为什么应该避免:

安全第一: 微波炉是为加热食物而设计的,将金属放入其中,无异于玩火。一旦发生电弧,轻则损坏设备,重则可能引发火灾。
设备寿命: 即使没有发生明显的火花,微波在金属表面的反射和对微波炉内部组件(如磁控管)的反作用,也会缩短微波炉的使用寿命。
加热效率低下: 金属反射微波,导致食物加热效率大大降低,无法达到预期的烹饪效果。

简而言之,金属的导电性和反射性与微波炉产生和引导微波的原理相悖。它们会干扰微波的正常传播和吸收过程,导致电弧、过热甚至火灾等危险情况。因此,除非是经过特殊设计并明确标明可以用于微波炉的金属制品(并且严格按照说明使用),否则应坚决避免将任何金属制品放入微波炉。

网友意见

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金属不能放进微波炉大体说来有两个原因。

  1. 金属是导体。电磁学告诉我们导体会产生电磁屏蔽,因此金属容器内的物体由于感受不到电磁波不能被加热,或是加热效率大大降低。(现在有一些微波炉恰好应用了这一性质。见下面的补充。)事实上,金属在交变电磁场的作用下还会产生涡流。涡流会产生大量热量。原本应该加热食物的热量会被用来加热金属。很多人发现放进微波炉后的金属容器会特别烫,就是这个原因。
  2. 导体在屏蔽微波炉产生的电磁场时电荷会在导体表面重新分布,从而产生电势差。如果电势差足够大的话可能会击穿空气产生电弧,连接金属容器和其他金属导体(往往是微波炉的内壁)。这个电弧可能会击坏微波炉内壁,或是损坏微波炉中的磁控管等其他电子零部件

两点补充:事实上,大量电磁波不能被食物吸收在微波炉内反射。如果反射电磁波能量足够高的话也可能会损坏微波炉。另外电磁学还告诉我们放电能力和物体的曲率正相关,“弯曲的越厉害”的物体越容易放电。诸如勺子这样弯曲处曲率很大的物体,很容易产生电火花。

总而言之尽可能不要放金属物品在微波炉中。

有关铝箔、锡箔:

不可以用微波炉加热用铝箔、锡箔包裹的食物。特别要注意很多纸盒装的饮料内壁实际上有一层铝箔的,不可以用微波炉加热。但如果有少量铝箔且铝箔没有覆盖食物的话,应该是没问题的。有些烹饪方法会利用金属降低加热效率的性质,利用少量铝箔包裹鸡翅尖,减少水分蒸发。

有关光波炉:

市面上有一些光波炉中可以使用金属,这是因为两者的原理不同。顾名思义,光波炉是利用卤素灯产生大功率的光波进行加热,相当于一个人造小太阳。微波炉的原理与之不同,是通过使食物中的极性原子与微波共振产生热量。光波和微波都是电磁波,光波的频率比微波高得多。在这种高频下,金属中的电荷“来不及受光波驱动重新分布”,因此并不会产生电势差从而产生电弧。(正如我们将金属放在阳光下金属很安全一样)

有关特殊的微波炊具:

市面上有一些专门为微波炉而设计的用于蒸制食物的金属炊具。这事实上是利用了在金属容器的屏蔽效应。在蒸制食物时,我们只希望加热蒸锅底部的水而不是上面的食物。此时用一个金属盖子将食物罩住,将有效屏蔽对食物的直接加热。这类金属制品的形状往往十分圆滑,曲率较小,不容易产生放电的现象。

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