Атомы у нас дома. Удивительная наука за повседневными вещами

Как работает микроволновка? Энергия микроволн заставляет молекулы воды, содержащиеся в пище, колебаться быстрее. А поскольку при их колебаниях создается тепло, оно может сообщаться продуктам, которые вам необходимо приготовить. Часто говорят, что в микроволновках процесс приготовления пищи идет «изнутри», но это не совсем верно. Да, микроволны быстрее готовят пищу, в которой есть вода. Черствый кусок яблочного пирога будет разогреваться от центра к краю просто потому, что в центре он более влажный. Что-то более однородное, например кусок мяса, будет разогреваться более ровно и по направлению внутрь. Внешняя часть будет нагреваться и отдаст свое тепло внутрь в процессе теплопередачи, как в обычной духовке.

Инфракрасные грили и галогеновые жаровни

Грили и инфракрасные жаровни, которые разогреваются докрасна, переносят тепло в основном за счет излучения, как и гудящие костры в летних лагерях. Поэтому грили могут располагаться над кусками свинины и тостами с сыром и эффективно разогревать их, хотя большая часть их энергии вообще не попадает на объект приготовления (уходя вверх и вниз от него). Галогеновые лампы готовят еду с помощью инфракрасного излучения. Эффект нагревания появляется от них очень быстро, как от газовой горелки. В отличие от электрической плиты, их разогрева долго ждать не нужно. Но стекло галогеновой лампы тоже становится очень горячим, так что здесь тоже имеет место некоторая теплопередача.

Индукционные плиты

В индукционных плитах используется самый продвинутый в научном смысле способ приготовления пищи. В отличие от других технологий, они не создают непосредственного тепла. Они обеспечивают переменное электромагнитное поле в металлическом корпусе обычной кастрюли или сковородки. Оно создает токи, которые называются вихревыми (токами Фуко). В отличие от обычного тока вихревые никуда не текут. Они вращаются вокруг внутренней кристаллической решетки металлической посуды, преобразуя электромагнитную энергию в тепло. При этом разогревается сама кастрюля или сковородка. Недостаток этой технологии в том, что посуда для приготовления пищи должна быть обязательно металлической, чтобы на нее воздействовало магнитное поле. Алюминиевая не подойдет: алюминий – немагнитный металл.

▲ Три популярных способа приготовления еды. Обычная духовка работает преимущественно на принципе конвекции. В микроволновой печи используются микроволны (СВЧ-излучение), которые генерирует источник, называемый магнетрон. Он разогревает содержащиеся в пищевых продуктах молекулы воды, которые начинают колебаться под воздействием микроволн. Индукционная плита создает невидимый гигантский магнит, в котором циркулируют вихревые токи, разогревающие саму кастрюлю или сковороду, где готовится еда.

Таблетка с энергией?

Если ужины для вас – целая драма, а чаи наскучили, если в обед вы зеваете и находите всё это жевательное мероприятие утомительным, наверное, вы ждете того дня, когда сможете одним махом проглотить энергетическую таблетку, которая даст вам сил на целый день.

Насколько это реально? Обычные таблетки витаминно-минеральных комплексов типа A – Z имеет массу примерно 1,5 г. Наша дневная потребность в энергии составляет 2500 ккал, или 10 500 кДж (10,5 мДж). 666 таких таблеток, которые обладают массой почти 1 кг, дали бы нам 666 × 10,5 = 7000 мДж энергии.

Какова энергоемкость килограмма других существующих на земле веществ? В главе 5 показана энергонасыщенность других материалов. Первое место среди них занимает водород. Но он имеет энергоемкость всего 140 мДж/кг. Даже у бензина этот показатель составляет только 50 мДж. Так что сейчас шансы на то, что кто-то создаст вещество в 100 раз более энергоемкое, чем бензин, практически нулевые[250].

Глава 15. Как всё в мире перемешано

Из этой главы вы узнаете…

Как правильно и неправильно помешивать чай.

Почему вы никогда не сможете сдуть всю пыль с книжной полки.

Почему не стоит заталкивать холодный заварной крем в слив раковины.

Как баржи на каналах помогают нам понять механизм храпа.