Экзаменационный (типовой) материал ОГЭ / Физика / 19-20 задание (24) / 73

Микроволновая печь (СВЧ-печь)

         Микроволновая печь была изобретена сравнительно недавно: в 1942 г. американский инженер Перси Спенсер заметил, что сверхвысокочастотное излучение способно нагревать продукты. Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 году. В настоящее время «микроволновка» стала незаменимым бытовым прибором – она позволяет быстро разморозить продукты, за несколько минут разогреть пищу.
         Микроволновое или сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение – это электромагнитные волны длиной от одного миллиметра до одного метра. Такой диапазон длин электромагнитных волн используется не только в микроволновых печах, но и в радиолокации, радионавигации, системах спутникового телевидения, сотовой связи.
         В бытовых микроволновых печах используются волны, частота ν которых составляет 2450 МГц. Такая частота установлена для микроволновых печей специальными международными соглашениями, чтобы не создавать помех работе радаров и иных устройств, использующих микроволны.
         Процесс нагревания в микроволновой печи происходит следующим образом. В состав продуктов питания входят многие вещества: минеральные соли, жиры, сахар, вода. Они содержат дипольные молекулы. Дипольные молекулы – это такие молекулы, на одном конце которых сосредоточен положительный электрический заряд, а на другом – отрицательный. Таких молекул в пище предостаточно – это молекулы жиров, сахаров, но главное, что дипольной является молекула воды. Каждый кусочек овощей,
мяса, рыбы, фруктов содержит миллионы дипольных молекул. При этом дипольные молекулы отсутствуют в материалах, часто используемых для упаковки продуктов – в бумаге, стекле и пластике.
         Когда электромагнитное поле отсутствует, диполи расположены хаотически. Под воздействием электрического поля они выстраиваются в определённом порядке. При изменении направления электрического поля молекулы разворачиваются. Поскольку направление электрического поля изменяется с частотой 2450 МГц, то и молекулы под действием электрического поля поворачиваются, изменяя свое направление 2 450 000 000 раз за каждую секунду, совершая колебательное движение с огромной скоростью. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул вещества, то такое быстрое колебательное движение молекул соответствует увеличению температуры вещества.
         Микроволны проникают в продукты и пищу всего лишь на 1–3 см, поэтому полное их нагревание происходит как за счёт прогревания сверхвысокочастотным излучением верхних слоёв, так и за счёт проникновения энергии вглубь благодаря теплопроводности.

19. Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Дипольные молекулы начинают колебаться благодаря действию только магнитной составляющей электромагнитного поля.
2) Дипольные молекулы начинают колебаться в основном под действием электрической составляющей электромагнитного поля.
3) Длина волны электромагнитного излучения в СВЧ-печи составляет примерно 122,5 м.
4) Сверхвысокочастотное излучение используется не только в микроволновых печах, но и в системах спутникового телевидения и сотовой связи.
5) Микроволны проникают в продукты и пищу не глубже, чем на 1–3 мм.
 

20. В микроволновую печь поместили стеклянный стакан, доверху заполненный водой, после чего на одну минуту запустили программу подогрева. Вынув этот стакан из микроволновой печи, убедились, что вода и стакан нагрелись. Затем опыт повторили, поместив в микроволновую печь второй стакан, аналогичный первому, но без воды, вновь запустив программу подогрева на одну минуту. Нагреется ли пустой стакан во втором опыте? Ответ поясните.