Каждый любитель чая уверенно скажет вам, что заварить чай водой, нагретой в микроволновке, — это не лучшая идея.
В этом случае вкусовые качества напитка будут отличаться не в лучшую сторону от того, который заварен традиционным способом. Физики считают, что это может происходить из-за неравномерного нагрева жидкости в микроволновой печи.
При нагреве воды на газовой или электрической плитке внутри чайника или стакана возникает конвекция — круговорот воды, который переносит тепло от дна сосуда к его холодной верхней части. Это в конечном итоге приводит к равномерной температуре всей жидкости.
Внутри микроволновой печи, однако, электрическое поле, действующее как источник нагрева, существует повсюду. Поскольку само стекло также нагревается, процесса конвекции не происходит, и жидкость в верхней части контейнера оказывается намного более горячей, чем жидкость в нижней части.
Группа исследователей из Университета электронной науки и технологии Китая изучила это неоднородное поведение при нагревании и представила решение этой распространенной проблемы.
Исследователи разработали серебряное покрытие для стакана, которое проходило по краю стекла, тем самым скрыв влияние микроволн на поверхность жидкости. Серебро действует как проводник для волн, уменьшая электрическое поле наверху и эффективно блокируя нагрев. Это создает процесс конвекции, похожий на традиционные методы нагрева, что приводит к более равномерной температуре.
Поместить серебро в микроволновую печь может показаться опасной идеей, но аналогичные металлические конструкции с точно настроенной геометрией, которая позволяет избежать возгорания, уже были безопасно использованы для микроволновых паровых котлов и рисоварок.
«Этот металлический слой с точно выверенной толщиной и шириной расположен в той части стакана, где сила электрического поля микроволновки будет минимальна. Благодаря этому при включении не будет разрядов тока и искр и наш стакан будет совершенно безопасен для использования», — Баоцин Цзэн, соавтор исследования.
Ученые с сожалением отмечают, что аналогичным образом разогреть твердую пищу не получится, поскольку твердые вещества не подвергаются конвекции.
«Для твердых веществ не существует простого способа спроектировать чашку или тарелку, чтобы достичь гораздо лучшего результата нагрева. Мы можем изменить распределение поля, но это изменение очень мало, поэтому улучшение ограничено», — говорит Баоцин Цзэн.
