Температура воды. Нагрев воды.

[Munin]

shaxel в сообщении #1390833 писал(а):

Ну в микроволновке есть конденсатор

Вы знаете, даже не один. Но излучаются СВЧ-волны не конденсатором, а магнетроном.

[realeugene]

Munin в сообщении #1390851 писал(а):

Но излучаются СВЧ-волны не конденсатором, а магнетроном.

Они никуда не излучаются, так как всё происходит в закрытой железной коробке. Они генерируются магнетроном, выходят по волноводу в коробку и и там поглощаются едой. Всё, что не поглотилось, отражается обратно в магнетрон, ухудшая его согласование и, вероятно, снижая КПД печки. Это исключительно вопрос согласования магнетрона с пищей в печке.

У воды в районе 4.5 гигагерц как раз какая-то полоса поглощения. Вода поглощает эту полосу настолько хорошо, что СВЧ волны греют только верхние несколько сантиметров мяса или густого супа, в котором затруднена коенвекция.

[Munin]

realeugene в сообщении #1390853 писал(а):

Они никуда не излучаются

Грубо говоря, излучаются в коробку. Размеры коробки значительно больше длины волны. Хотя конечно, в коробке возникают узлы и пучности, из-за которых приходится крутить еду на подносе.

[EUgeneUS]

(Оффтоп)

DimaM в сообщении #1390816 писал(а):

аллегро модерато.

Подозреваю, что еще чуть-чуть, и с темой произойдет "аллегро модерато"

[shaxel]

Всем спасибо за участие. В принципе, не это я хотел обсудить.
Ну возникло в текущий момент времени в микроволновке электрическое поле, диполь повернулся по силовым линиям, и повернулся ли вообще, успел ли повернуться. Дальше что? Поле поменяло полярность, диполь провернулся опять. Но потом поле "выключается" но вода остается горячей, вот интересно понять что происходит в этот момент. Например, в данный момент часть диполей или все сориентированы, то есть кинетической энергии нет в идеальном случае, или она мала, вся энергия потенциальная. Поле выключаем, что потом? Молекулы стремятся к максимальному беспорядку, как будто рушится карточный домик, приходят в движение, есть ли это движение "теплота" воды? От чего зависит мера этого движения? Не от степени ли упорядоченности перед выключением поля? Не от напряженности ли поля перед выключением? Кажется что-то логическое тут есть, но не все совсем так, ведь при таком рассмотрении вопроса не важна частота, мы сориентировали молекулы в статичном поле, потом убрали поле и все, но в микроволновсе происходит длительный процесс с изменяемым полем. Возможно переменным полем как бы раскачивают этот процесс - процесс переходя из упорядоченного состояния в неупорядоченное, с каждым новым тактом изменения полярности внешнего поля возрастает как состояние порядка, так и кинетическое движение - следствие стремления системы вернуться в состояние беспорядка. Потенциальную энергия молекул в упорядоченном состоянии по сравнению с ней же в свободном - хаотичном, тогда, можно сравнить с обычным электрическим потенциалом, чем он выше - тем больше энергии запасено в системе. Не происходит ли колебательный процесс, подобный такому же процессу в LC контуре: попеременное превращение энергии потенциальной в кинетическую. Если да, то должна быть своя частота колебаний такой системы, такая же как в электрическом контуре. Если все так, то дальше я знаю что делать.
Видите сколько вопросов, думаю в чем-то я прав, а в чем-то ошибаюсь. Вот я и хотел бы чтобы мне помогли разобрать эти вопросы. Можно особо не напрягая себя, в форме беседы....


п.с.
Странно, длины волны на частоте 2,4 ГГц - 124см. Хорошо спроектированная микроволновка должна иметь длину камеры - минимум 62 см. Странно-странно

[GraNiNi]

shaxel в сообщении #1390926 писал(а):

Странно, длины волны на частоте 2,4 ГГц - 124см.

Частоте 2,4 ГГц соответствует длина волны 12,5 см.

[Pphantom]

shaxel в сообщении #1390926 писал(а):

Странно, длины волны на частоте 2,4 ГГц - 124см. Хорошо спроектированная микроволновка должна иметь длину камеры - минимум 62 см. Странно-странно

Вы просто ошиблись на порядок при счете.

[Munin]

shaxel в сообщении #1390926 писал(а):

Ну возникло в текущий момент времени в микроволновке электрическое поле, диполь повернулся по силовым линиям, и повернулся ли вообще, успел ли повернуться. Дальше что? Поле поменяло полярность, диполь провернулся опять. Но потом поле "выключается" но вода остается горячей, вот интересно понять что происходит в этот момент. Например, в данный момент часть диполей или все сориентированы, то есть кинетической энергии нет в идеальном случае, или она мала, вся энергия потенциальная. Поле выключаем, что потом? Молекулы стремятся к максимальному беспорядку, как будто рушится карточный домик, приходят в движение, есть ли это движение "теплота" воды?

Снова, как и в прошлые разы, выясняется, что вам надо почитать школьные учебники. В данном случае - про поглощение энергии электромагнитных волн (света). Всё происходит совсем не так. Например, кинетическая энергия как раз и возникает из-за "раскачивания" диполя. СВЧ-излучение - это вовсе не электростатическое поле, и за время колебания диполи не успевают стать неподвижными.

shaxel в сообщении #1390926 писал(а):

Если да, то должна быть своя частота колебаний такой системы, такая же как в электрическом контуре.

Она и есть - спектр поглощения воды.

[shaxel]

Так я в первом посте кроме прочего и просил посоветовать литературу по данному вопросу. Про спектр поглощения знаю, что он связан с энергетическими уровнями электронов, с постоянной Планка, поглощение и излучения происходит дискретно, а еще что бывает ньютоновское отражение. Хорошо, но не понятно как изменение энергии электронов при поглощении изменяет кинетическую энергию воды?
И по-моему спектр поглощения не связан с собственной частотой, а связан с тем, что именно на этой частоте фотон имеет порцию энергии пригодную для поглощения электроном.

[LMA]

shaxel в сообщении #1390926 писал(а):

Не происходит ли колебательный процесс, подобный такому же процессу в LC контуре: попеременное превращение энергии потенциальной в кинетическую. Если да, то должна быть своя частота колебаний такой системы, такая же как в электрическом контуре.

Что-то такое и происходит. И частота своя есть. И даже не одна частота (как и в системе связанных LC-контуров). Только частота эта очень большая.

На этой картинке виден какой-то резонанс на частоте 22 ГГц.
А тут вообще о терагерцах речь.

[Pphantom]

LMA в сообщении #1390960 писал(а):

На этой картинке виден какой-то резонанс на частоте 22 ГГц.

Это переход между вращательными уровнями $6_{16}$ и $5_{23}$, т.е. не колебания.

[DimaM]

realeugene в сообщении #1390853 писал(а):

У воды в районе 4.5 гигагерц как раз какая-то полоса поглощения. Вода поглощает эту полосу настолько хорошо, что СВЧ волны греют только верхние несколько сантиметров мяса или густого супа, в котором затруднена коенвекция.

Разве что вращательные какие-то переходы. Колебательные частоты сильно выше. Но в микроволновке частота все равно другая.
А нельзя ли вообще классически рассматривать? Переменное поле переворачивает диполи, накачивая энергию во вращение. За счет взаимодействия эта энергия распределяется по прочим степеням свободы. Или это слишком наивное представление?

[GraNiNi]

Точное значение частоты в 2,45 ГГц прямого отношения к параметрам молекул воды не имеет.

Эта частота, а также частота в 915 МГц, были установлены для применения в промышленности, науке и медицине Федеральной комиссией по связи (АСС) и соответствует Международным правилам радиосвязи.

Причина нагрева.

"В печи происходит диэлектрический нагрев веществ, содержащих полярные молекулы. Электрическая компонента электромагнитных волн ускоряет движение молекул, обладающих дипольным моментом, а межмолекулярное трение приводит к поглощению электромагнитного излучения и увеличению температуры вещества."

То есть, ключевым словом является - полярность и поэтому в СВЧ печи будут греться и другие полярные вещества, как жидкие так и твердые.

[Munin]

shaxel в сообщении #1390957 писал(а):

Так я в первом посте кроме прочего и просил посоветовать литературу по данному вопросу.

Ну так школьные учебники физики вам уже называли. Назвать ещё раз? Ландсберг какой-нибудь.

shaxel в сообщении #1390957 писал(а):

Хорошо, но не понятно как изменение энергии электронов при поглощении изменяет кинетическую энергию воды?

А почему электронов? Вы же сами говорите о диполях. Это молекулы воды. Как тут подсказывают, вращательные моды движения.

[Pphantom]

DimaM в сообщении #1390986 писал(а):

А нельзя ли вообще классически рассматривать? Переменное поле переворачивает диполи, накачивая энергию во вращение. За счет взаимодействия эта энергия распределяется по прочим степеням свободы. Или это слишком наивное представление?

Можно и даже нужно, механизм именно такой.