Батончик, що розтанув біля радарної лампи
Магнетрон - це лампа, яка створює потужні радіохвилі сантиметрової довжини. До робочого стану її довели у Британії в 1940 році, щоб радар поміщався в літаку, а далі такі лампи випускали тисячами. Багато хто знав, що біля ввімкненої установки стає тепло. Інженер компанії Raytheon Персі Спенсер виявився тим, хто не пройшов повз: за версією самої компанії, він зупинився біля працюючого магнетрона й знайшов у кишені розплавлений батончик.
Потім він поклав поруч кукурудзяні зерна й отримав попкорн. Далі - яйце, яке, як розповідають, луснуло. Заявку на патент подали восени 1945 року, а в 1947 році з'явилася перша піч Radarange: близько 340 кілограмів, із водяним охолодженням. Її встановлювали не на кухнях, а в ресторанах, на суднах і в потягах.
- Радар
- Магнетрон
- Батончик
- Піч
Домашні моделі намагалися робити й раніше, але звичайним кухонним приладом піч стала після 1967 року, коли лампу й систему охолодження зменшили до розміру стільниці. Між розплавленим батончиком і кухнею минуло понад 20 років - не тому, що ідею не зрозуміли, а тому, що її треба було зменшити.
Чому їжа нагрівається, а тарілка залишається холодною
Молекула води - диполь: у неї є позитивний і негативний кінці. Поле в камері коливається 2,45 мільярда разів на секунду, молекули повертаються слідом за ним і штовхають сусідні. Саме це штовхання і є нагріванням. Скло, фарфор і більшість пластмас так повертатися не вміють, тому нагріваються лише від самої їжі.
Хвиля проникає в продукт неглибоко, на кілька сантиметрів. Далі тепло поширюється звичайною теплопровідністю - ззовні всередину, а не навпаки. Звідси холодна середина великого шматка й обертовий піднос: без нього в камері залишаються місця, куди хвиля майже не доходить.
Частоту 2,45 гігагерца обрали тому, що це резонанс води: на ній вода нагрівається найкраще.
Швидше навпаки. Максимум поглинання рідкою водою лежить помітно вище за частотою, і на ньому хвиля поглиналася б у перших міліметрах продукту, нагріваючи лише скоринку. 2,45 гігагерца - дозволена для побутових приладів частота осторонь піка, на якій хвиля встигає проникнути в об'єм продукту.
Магнетрон у сучасній печі - прямий родич радарної лампи. Він став меншим і дешевшим, але принцип не змінився: той самий катод, ті самі резонатори, та сама сантиметрова хвиля. Військовий прилад просто переїхав на кухню.
І перестав бути помітним. В обстеженні житла США за 2020 рік мікрохвильову піч виявили майже в кожному будинку - за поширеністю вона випереджає посудомийну машину.
будинків у США з мікрохвильовою піччю, 2020
Дочитай у застосунку Miqo
Ще 1 хвилина - і квіз наприкінці. Стаття - у розділі «Історія → Винаходи»
Наведи камеру телефона - відкриється App Store або Google Play.
Джерела
- Патент Персі Спенсера "Method of treating foodstuffs" (заявку подано 1945 року, видано 1950 року)
- історія печей Radarange компанії Raytheon
- огляди діелектричного нагрівання на частоті 2,45 ГГц
- обстеження енергоспоживання в житлі США (RECS) 2020 року