СКАЗКИ О МЕРТВОЙ ВОДЕ
Оригинал: Вредно ли разогревать пищу в микроволновке?
Одна моя знакомая, между прочим, инженер по образованию, микроволновку выбросила. Кроме того, она теперь даже отказывается есть пищу, которую кто-то разогрел в микроволновой печи на работе или в гостях. Всему виной - страшилки в Интернете по поводу вреда микроволновок. Попробуйте войти в поисковик и набрать «Вред и польза микроволновки». Сразу же вылезет именно вред.
Какие же доводы о вреде микроволновки пугают людей? Как ни странно, это в большинстве случаев, не излучение, исходящее от печки. Из сайта к сайту кочует одна и та же информация: молекулы воды в высокочастотном поле начинают деформироваться, изменяются до неузнаваемости и становятся вредными, почти ядовитыми. Ссылки, однако, не очень убедительны. Якобы кто-то проводил эксперименты и давал людям пищу из микроволновки и у испытуемых менялся состав крови. Между тем, то, что написано, например, на сайте магазина «Предметы кухни» испугало многих. На вышеупомянутом сайте, под рубрикой «научные данные и факты» приведена следующая цитата из якобы «сравнительного исследования», проведенного в США: «Пища из микроволновой печи содержит микроволновую энергию в молекулах, которая не присутствует в пищевых продуктах приготовленных традиционным путём.»
Вводится даже понятие «молекулярная гниль». После таких высказываний, некоторые люди, даже если они не очень доверяют источнику, на всякий случай, микроволновку выбрасывают. Есть ведь другие способы подогреть еду.
Микроволновка, несомненно, помогает человеку в повседневной жизни. Быстро подогреет тарелку супа, вчерашний пирожок, разморозит мясо. Оказываться от нее просто так не хотелось бы. Попробуем выслушать другую сторону - защитников микроволновок. Некоторые сразу же скажут, что, защищают микроволновки их производители, т.к. им лишь бы увеличить продажи и заработать деньги. Это так. Но не совсем. В основе изобретения всегда лежит физика, а уж потом коммерция.
Микроволновое, или сверхвысокочастотное (СВЧ), излучение - это электромагнитные волны длиной от одного миллиметра до одного метра, которые используются не только в микроволновых печах, но и в радиолокации, радионавигации, системах спутникового телевидения, сотовой телефонии и т.д.
Микроволны существуют в природе, их испускает Солнце. Микроволновая печь для подогрева продуктов была запатентована американской фирмой Raytheon 67 лет назад 8 октября 1945 г.
Принцип действия печи связан с присутствием в пище дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом - отрицательный. Каждый кусочек овощей, мяса, рыбы, фруктов содержит миллионы дипольных молекул, но главное, что диполем является молекула воды - самого распространенного в природе вещества. Под действием высокочастотного поля диполи начинают колебаться и вращаться с большой скоростью. Ускоренные под действием поля молекулы сталкиваются с соседними молекулами, приводя их также в быстрое движение. При этом, разумеется, растет температура всего образца, которая, как мы знаем, связана со средней кинетической энергией движения молекул.
Какая частота волн наиболее эффективна для приведения диполей воды в движение?
По данным физиков, если электромагнитное излучение имеет очень высокую частоту (более 1000 ГГц), молекулы воды не успевают переориентироваться и никакого разогрева не происходит. Если излучение низкой частоты (менее 500 МГц), то перестроение диполей будет идти медленно, нагрев не будет эффективным. Наиболее эффективной является частота от 1 до 3 ГГц. В современных бытовых микроволновых печах используются микроволны, частота которых составляет 2450 МГц. Такая частота установлена для микроволновых печей специальными международными соглашениями, чтобы не создавать помех работе радаров и иных устройств, использующих микроволны.
Принято долю исходной энергии МВ-излучения, поглощенную образцом вещества и пошедшую на его разогрев, обозначать термином «потери» и называть коэффициентом потерь ε». Отношение коэффициента потерь ε» к диэлектрической постоянной ε' облучаемого материала - это коэффициент рассеяния tg δ = ε»/ε' (тангенс потерь). Значение тангенса потерь характеризует способность данного материала при фиксированной температуре поглощать МВ-излучение определенной частоты и преобразовывать эту энергию в энергию теплового движения. Значение tg δ для разных веществ изменяется в тысячи раз. Так, при температуре 25 °С и частоте около 2,5 ГГц значение tg δ составляет для воды около 157, а для плавленого кварца- всего около 0,06. Этим и объясняется то, что стеклянная и керамическая посуда в микроволновке быстро не нагревается, а ее медленный разогрев связан только с теплопередачей от горячей пищи.
Глубина проникновения электромагнитных волн в вещество также разная и зависит от его прозрачности, диэлектрических свойств, температуры. Так, глубина проникновения микроволн в воду при 25 °С примерно составляет 1,5 см. Поэтому весь остальной объем разогревается за счет теплопроводности от горячего слоя, т.е механизм тот же, что и при нагреве на огне.
Здесь мы подошли к главному отличию нагрева в микроволновке и нагрева от внешнего источника тепла (костер, печка, эл. плита и т.д.). Отличие в том, что на обычной плите разогревается кастрюля и окружающая среда, а в микроволновой печи разогревается непосредственно внешний слой пищи, который затем отдает тепло остальной массе продукта и кастрюле. Потери энергии значительно меньше, нагрев идет быстрее.
Отметим, что скорость молекул увеличивается в том и другом случае. Могут ли молекулы разогреваемого в микроволновке слоя воды как-то упорядочится под влиянием электрического поля частотой 2,45 ГГц? Длина волны, соответствующая этой частоте, равна 12 см, квантовая энергия соответствующего фотона примерно 1 x 10-5 eV. Такая энергия может изменить ориентацию молекулы. Однако средняя тепловая энергия движения молекул даже при температуре 20 °С составляет около 1/40 eV. Таким образом, любое упорядочение в движении молекул под действием электромагнитного микроволнового поля сразу же разрушается из-за столкновения с молекулами, кинетическая энергия которых в 2500 раз больше, чем энергия фотона микроволн.
Как люди доказывают вред микроволновок?Иногда говорят, что вода «запасает» вредную микроволновую энергию и подтверждают это тем фактом, что разогретая в микроволновке вода «вскипает», если в нее добавить щепотку соли или чая. На самом деле, это один из эффектов, о котором постоянно предупреждают в инструкциях по пользованию печками. Эффект связан с возможным перегревом воды при быстром нагреве. Особенно вероятен перегрев, когда используется посуда с очень гладкими стенками и когда вода чистая. Отсутствие центров парообразования при быстром нагреве приводит к перегреву воды немного выше точки кипения. Если быстро вынуть стакан с перегретой водой из печи и что-то туда бросить, то происходит мгновенное образование пара и вода «взрывается» изнутри. Можно обжечься. Нужно просто дать воде постоять хотя бы 30 секунд в печке после отключения мощности, получить более равномерное распределение температуры, потом вынимать стакан наружу.
Как я уже говорил, сейчас меньше стали пугать электромагнитным излучением от микроволновок. Во-первых, очевидно, что они излучают примерно на той же частоте, что и мобильные телефоны, от которых отказаться уже нет возможности. Кроме того, производители совершенствуют защитные механизмы печей, проводят обязательную сертификацию на электромагнитную безопасность. Современная микроволновая печь в квартире не вреднее мобильника, компьютера, телевизора.
Я не думаю, что после данной заметки все люди, выбросившие микроволновки, начнут снова их покупать. Вопрос веры. Многие верят, что талая вода, например, образует особую структуру, и пить ее очень полезно для здоровья людей. Некоторые верят, что воду можно зарядить положительной энергией в пирамиде или даже у экстрасенсов. Эти же люди уверены, что микроволны портят воду, а кипячение на костре не портит. Наука и вера всегда находятся на разных полюсах. Иногда вера, настрой, подсознание, интуиция творят чудеса с человеческим организмом. Но это уже из области психологии, к физике это отношение не имеет.
Хочется в заключении обратить внимание читателей портала, что в Интернете сейчас публикуется очень много непроверенной информации, часто приводят липовые ссылки на эксперименты, подтверждающие вред или пользу того или иного устройства. Потребителей очень просто можно запутать и обмануть. Чтобы этого не случилось, попробуйте доверять только официальной науке, т.е. информации от научных институтов, а не от сайтов Интернет магазинов.