Miért hűl gyorsabban a mikróban melegített étel?

2018.07.29. 08:09

Ha használt már mikrohullámú sütőt, valószínűleg feltűnt, hogy bármi, amit abban melegít, legyen étel, kávé, vagy akár sima víz, gyorsabban hűl ki, mint ha sütőben, vagy tűzhelyen melegítené. A megfigyelés helyes, valóban gyorsabban hűl. A jelenség okát keresve túl kell lépnünk azokon a szórakoztató elméleteken, hogy a mikrohullám deformálja a vízmolekulákat, vagy károsítja a víz DNS-ét, és átvenni, valójában hogyan is melegít a mikró.

Meglepő módon, ahogy a neve is mutatja, aránylag nagy energiájú mikrohullámú sugárzással, amit egy magnetronnal állít elő a sütő. A magnetron pedig nem egy Transformers-mellékszereplő neve, hanem egy vákuumcső, amiben elektromos és mágneses tér hatására jön létre nagy frekvenciájú elektromágneses hullám. A mikrosütők 2,5 gigahertz körüli hullámokkal operálnak: ahol ez a sugárzás diplólusos molekulával találkozik, átad neki egy kicsit az energiájából, amitől az erősebben kezd el rezegni. Ezt hétköznapi nyelven úgy mondjuk, hogy emelkedik a hőmérséklete. Tipikusan ilyen molekula például a víz, viszont abszolút nem ilyen a műanyag vagy az üveg, amiben az ételt a mikróba tettük. Így fordulhat elő, hogy a mikrózott étel már forró, de a tányér alatta hideg.

A másik jellegzetessége a mikrohullámú sugárzásnak, hogy ugyanúgy szép szinuszos alakban halad, mint mondjuk egy rádióhullám vagy a látható fény. Mivel a frekvenciájához pár centis hullámhossz tartozik, ez azt jelenti, hogy a melegített ételnek nem egyenletesen, hanem pár centinként elhelyezkedő foltokban adja át a hőt - ott, ahol a szinuszgörbe áthalad a kaján, és találkozik a vízmolekulákkal. Ez a "foltos" melegítési séma az oka annak, hogy ha a mikrózott kajába belekanalazunk, az egyik részén még hideg lehet, miközben a másikon már forró, látszólag véletlenszerűen.

Hogy hol vannak a mikróban ezek a melegítési pontok, egy egyszerű kísérlettel ki lehet nyomozni, némi hőpapír és víz kell hozzá:

Bátrabbak megpróbálhatják úgy is a kísérletet, hogy csokival rakják ki az egész mikrót, és ahol elkezd olvadni, azokon a pontokon szúrta át a sugárzás hulláma a csoki síkját. Az elv ugyanaz, csak a kísérlet hozzávalóit utána meg lehet enni. Ráadásul meg is lehet mérni vele a fénysebességet: ha lemérjük két folt között a távolságot, az a hullámhossz fele (hiszen egy teljes szinuszgörbe háromszor metszi a nulla vonalát); a hullám frekvenciája pedig fel van tüntetve a mikrosütő dobozán. Ha a frekvenciát és a hullámhosszt összeszorozzuk, a képlet szerint a hullám sebességét kell megkapnunk, ami pedig a fénysebesség, vagyis kb. 300 000 km/s.

Most már szinte mindent tudunk a mikró melegítési trükkjeiről - na és mi a fő különbség a sütő/tűzhely esetében? Egyrészt az, hogy ott maga az edény is melegszik, amiben az étel van; sőt, a tűzhelyen ugye az veszi fel az alatta levő főzőlapról vagy gázlángról a hőt, és adja át a benne tárolt ételnek, a sütőben pedig hasonlóan, a felforrósodott levegő közvetítésével. A másik lényeges pont pedig az, hogy sokkal egyenletesebben melegít, mint a mikró, hiszen minden irányból, a teljes felületen éri a hő az ételt, és halad befelé (tehát legfeljebb az fordulhat elő, hogy a kaja teteje már forró, de a közepe még hideg).

Ezzel tulajdonképpen meg is találtuk a gyorsan hűlő mikrós kaja rejtélyét:

  1. Az edény hideg marad, és segít hűteni a benne tárolt ételt, ahelyett, hogy melegen tartaná, miután a sütőben/tűzhelyen felmelegedett
  2. Sokkal kevésbé egyenletesen melegszik fel, mint sütőben vagy tűzhelyen, és ahogy ezek az egyenetlenségek kisimulnak (a forró foltok felmelegítik a köztük levő hidegebb részt), a kaja átlaghőmérséklete lecsökken

  Vagyis a mikróban melegített kajának két plusz hűtő hatás is besegít a normál hűlési jelenségbe (ahol a környező hűvösebb levegő veszi fel belőle a hőt) - ezért érezzük, hogy hamarabb lesz hideg, mint a hagyományosan melegített.