Riscaldare l'acqua su una piastra calda è sicuro, perché il punto più caldo si trova sul fondo della pentola. Là compaiono molte bolle relativamente piccole senza surriscaldare troppo l'acqua, perché c'è molta nucleazione al confine di fase irregolare acciaio-acqua.

In un forno a microonde, il posto più caldo è NELL'acqua. Il vetro non viene riscaldato dal microonde (almeno non molto) e irradia un po 'di calore nell'ambiente circostante.

Problema: nell'acqua pulita, ci sono pochi buoni punti di nucleazione per formare bolle, solo un po' di polvere forse particelle. Quindi l'acqua si surriscalda piuttosto fortemente e una prima bolla che appare può crescere molto prima che abbia raffreddato l'ambiente circostante fino a 100 ° C. Quella bolla enorme può gettare la maggior parte dell'acqua fuori dal bicchiere. Ribolle violentemente.

Btw. un microonde non riscalda il suo contenuto in modo uniforme. Forma un'onda elettromagnetica stazionaria (che non è radiazione, in senso stretto) nel forno, come una corda fatta oscillare rapidamente tra due persone o una corda di chitarra. Il motivo ondulato ha nodi a una distanza di $ 0,5c / f \ approx6 \ \ mathrm {cm} $ (con $ f = 2.45 \ \ mathrm {GHz} $ e velocità della luce $ c $ che ovviamente è un po 'meno nel tuo pollo), dove c'è pochissimo riscaldamento. Ecco perché il forno a microonde ha la piastra rotante, per generare un po ' un riscaldamento uniforme. Per l'acqua pura, non importa, perché la convezione si insinua comunque e distribuisce il calore.

La modalità di riscaldamento di un bicchiere d'acqua in un microonde e su una stufa è in realtà molto simile. Sebbene sia vero che le radiazioni a microonde penetrano in qualche modo nel corpo idrico, la profondità di penetrazione è piuttosto ridotta.

Il problema principale è che su una stufa si ottiene un riscaldamento uniforme dal basso, con temperature generalmente molto più elevate rispetto al punto di ebollizione dell'acqua. "L'ebollizione" si verifica quando l'acqua sul fondo del contenitore è abbastanza calda da trasformarsi in vapore indipendentemente dalla pressione circostante - in realtà è un po 'più calda del punto di ebollizione. Allo stesso tempo, il resto dell'acqua è notevolmente più fredda, motivo per cui si vedono le bolle molto prima che si tenda a considerare l'acqua a "temperatura di ebollizione".

In un forno a microonde, l'acqua viene riscaldata in modo un po 'diverso. Nel modello più semplice, lo stai riscaldando dai lati, simile a riscaldare un bicchiere d'acqua in un normale forno. Questo fa già un'enorme differenza: poiché stai riscaldando l'acqua dai lati, la maggior parte dell'acqua non viene riscaldata per convezione. L'effetto principale è che il riscaldamento appare molto più uniforme e il calore viene distribuito principalmente attraverso la diffusione: quando l'acqua si avvicina al punto di ebollizione, una grande quantità di acqua è vicina al punto di ebollizione e la convezione non può trasportare quel calore ovunque.

E questo punto è la parte difficile. L'acqua non è in grado di bollire, perché per vaporizzare deve superare la tensione superficiale - e il calore vicino al punto di ebollizione non è ancora abbastanza potente per questo. L'ebollizione è più facile a contatto ad es. lati del vetro, ma non è lì che si trova l'acqua più calda, a differenza di una stufa. E ora, interrompi l'acqua - sbatti dentro, ci metti dentro un caffè, un cucchiaio ... formi una grande superficie in acqua che è già al punto di ebollizione e rimuovi l'unica cosa che impedisce l'ebollizione. Attraverso le superfici appena formate, l'acqua inizia a vaporizzare, il che aumenta la pressione, che interrompe ulteriormente le superfici, provocando un'ulteriore vaporizzazione ... e si ottiene una spruzzata di acqua bollente.

Ora, il modo effettivo le cose che vengono riscaldate in un forno a microonde sono ancora più complesse di così, ma non è davvero necessario spiegare perché il surriscaldamento è un problema molto più grande in un forno che su un fornello, quindi lo lascio così :)

In un certo senso, questo è simile all'effetto Coca-Cola & menthos (sebbene invece della vaporizzazione, l'anidride carbonica in quell'esperimento provenga da una soluzione acquosa). Hai un liquido con anidride carbonica disciolta in equilibrio - infatti, il liquido è già sovrasaturo quando apri la bottiglia a causa del calo di pressione. Lascia cadere i mentos all'interno e crei una grande fonte di nucleazione per l'anidride carbonica disciolta: la superficie della caramella è piuttosto ruvida e diventa più ruvida mentre si dissolve, quindi la tensione superficiale è molto più piccola di quanto sarebbe normalmente, causando il l'anidride carbonica esce rapidamente dalla soluzione, provocando formazione di schiuma ed espansione -> boom.

Quindi, cosa succederebbe se potessi effettivamente riscaldare l'acqua in modo uniforme? L'acqua inizierebbe a bollire lungo i punti di contatto con il vetro, quindi vedresti bolle di acqua bollita che portano via il calore rapidamente. Il "sweetspot" per "acqua che esplode" è esattamente avere sacche di acqua bollente separate da qualsiasi fonte di nucleazione, e quindi introdurre una fonte di nucleazione. Questo è piuttosto difficile da fare anche in un forno a microonde, ma è possibile - e lo stesso rischio si verifica ogni volta che riscaldi un contenitore in modo da non lasciare il massimo calore nei punti a diretto contatto con il contenitore:)

Un bicchiere d'acqua cotto al microonde "sbatterà" se la vetreria è pulita e il riscaldamento del microonde è uniforme. L'acqua ha una certa resistenza alla trazione, quindi non si formerà una bolla alla temperatura di ebollizione esatta senza un nucleo (bassa tensione superficiale dovuta a un vuoto di gas in una pietra bollente, per esempio), quindi il liquido può surriscaldarsi. Quando si raggiunge il liquido caldo, può accadere che lo spostamento del liquido nel contenitore provochi un'eruzione mentre il liquido surriscaldato bolle.

È anche vero che anche senza un nucleo si forma un bolla, la superficie dell'aria / acqua calda evaporerà rapidamente il vapore acqueo, ma questo ha l'effetto di raffreddare la superficie dell'acqua e se l'acqua non è in movimento, si formerà uno strato di acqua fredda sulla superficie anche se la maggior parte del l'acqua si surriscalda.

Il surriscaldamento è pericoloso, ovviamente; se la tua mano tiene la tazza quando urta, è probabile che si verifichi un'ustione. Un cucchiaio immerso in acqua surriscaldata di solito lo farà scoppiare. Alla fine, un raggio cosmico lo farà esplodere.

L'acqua è una molecola polare come sai. Ciò significa che ha fini positivi e negativi. Il microonde è un'onda elettromagnetica. Queste onde sono la frequenza giusta per far vibrare le molecole e causare tensione. Come sapete, la temperatura è definita come l'energia cinetica di una particella. Ciò significa che l'acqua si riscalderebbe. Ma la vibrazione direzionale dell'acqua dipende da dove si trova nel microonde. Questo è quasi casuale. I movimenti casuali possono entrare in collisione con impurità e caratteristiche frastagliate del contenitore o dell'acqua per nucleare le bolle. Ciò significa che la bolla fluttuerebbe fuori dalla soluzione. Ciò si traduce in ebollizione. Se l'acqua è pura e il contenitore è liscio, l'acqua non avrà un punto di nucleazione e non farà bolle. Quello che accadrà è che alcune delle molecole d'acqua usciranno semplicemente a vapore, ma il resto delle molecole non ha modo di nucleare finché qualcosa non entra, come un cucchiaio o lo zucchero.

Stai sempre lontano dal centro del piatto, piuttosto metti la tazza o il bicchiere su un lato in modo che viaggi di più durante il riscaldamento.

Le microonde hanno "onde fisse" e dovrebbe esserci una regione di acqua sempre sotto un'onda specifica, l'acqua esploderà proprio come una goccia d'acqua in OLIO. Vuole evaporare, senza aria intorno per farlo, quindi BOOM deve andare da qualche parte, e lo fa.

D'altra parte, fallo girare intorno al piatto, evitando il punto morto, le onde si limiterà a riscaldare l'acqua a poco a poco, fino a far bollire e creare movimento e bolle, quindi spazio per il vapore.

Cerca di evitare il centro del piatto girevole ogni volta che metto il cibo nel microonde anche lasciando uno spazio nel cibo se il piatto è più grande della metà del diametro del piatto.

Ho letto da qualche parte "fai un buco al centro del cibo che si riscalderà in modo più uniforme". Bene, SOLO se quel foro è allineato con il centro del piatto rotante, allora sì.