Экзаменационный (типовой) материал ОГЭ / Физика / 19-20 задание (24) / 74

Принцип работы СВЧ-печи

         Микроволновая печь (или СВЧ-печь) – бытовой электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или быстрого подогрева пищи, размораживания продуктов. Обычно в таких печах применяется электромагнитное излучение частотой 2450 МГц, хотя в некоторых печах, используемых в промышленном производстве, частота излучения может быть другой.
         Самой важной составляющей частью микроволновой печи является магнетрон, который при подключении к электропитанию генерирует и излучает высокочастотные электромагнитные волны (микроволны). Рабочая камера печи оборудована металлическими стенками со специальным покрытием, отражающими микроволны, и вращающимся поддоном, обеспечивающим равномерный нагрев продуктов (см. рисунок 1).

         Разогрев продуктов в микроволновой печи происходит по всему объёму продукта, содержащего полярные, или 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 полярной молекулой является молекула воды. Каждый кусочек овощей, мяса, рыбы, фруктов содержит миллионы дипольных молекул, поэтому радиоволны проникают достаточно глубоко почти во все пищевые продукты. Это сокращает время разогрева пищи. Микроволны могут проходить сквозь стекло, бумагу, пластик и фарфор, не нагревая их.
         Высокочастотное электрическое поле заставляет двигаться (поворачиваться) полярные молекулы внутри вещества, что приводит к разогреванию продукта. Происходит это так. Электромагнитное поле приводит к развороту молекул, выстраиванию их в соответствии с направлением электрического поля. А так как поле переменное, то молекулы поворачиваются вместе с изменяющимся по направлению
электрическим полем. Двигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале и вызывая дополнительное хаотическое тепловое движение.
         Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии теплового движения атомов или молекул вещества, такое колебательное движение молекул увеличивает его температуру. Таким образом, происходит преобразование энергии электромагнитного излучения во внутреннюю энергию вещества.

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

1) Микроволновое излучение, используемое в СВЧ-печи, имеет длину волны порядка 10 м.
2) Микроволновое излучение, используемое в СВЧ-печи, имеет длину волны порядка 10 см.
3) Для разогрева пищи в СВЧ-печи нельзя использовать посуду из фарфора.
4) В полярных молекулах центры положительного и отрицательного зарядов не совпадают, поэтому эти молекулы схематически изображают в виде диполей.
5) Под действием электромагнитного поля диполи разворачиваются перпендикулярно направлению электрического поля.
 

20. В микроволновую печь поместили стеклянный стакан, в котором было 100 мл воды, 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, в котором было 200 мл воды, вновь запустив программу подогрева на одну минуту. Во втором опыте вода в стакане после нагревания в микроволновой печи будет горячее или холоднее по сравнению с первым опытом? Ответ поясните.