當你微波冰塊會發生什麼事？

嘗試將冰塊放在煮熟的米飯上一起微波加熱，結果你會發現米飯變熱了，但冰塊似乎沒什麼變化。這背後其實有著有趣且複雜的科學原理。

微波爐內的微波由一種叫磁控管的電子管產生，這些微波在爐內金屬壁反射，並被食物吸收，進而使食物中的水分子振動產生熱量，烹煮食物。微波的加熱原理是通過電磁波中的電場，使食物中的分子旋轉，進而產生熱量，這一過程稱為「介電加熱」。

許多人誤以為微波的頻率特別「調校」於水分子的振動頻率，但事實並非如此。根據電磁學專家羅恩·施密特的說法，微波並未針對水的共振頻率調整，實際上水的第一共振峰遠高於微波的頻率（約在 1 太赫茲以上），而微波爐使用的 2.45 GHz 頻率只是因為政府相關單位（國外如聯邦通信委員會（FCC）、台灣相關主觀單位如經濟部能源署）允許微波爐使用這個頻段。

微波加熱食物的過程中，電磁波的電場對食物中的分子施加力，使其旋轉並與周圍分子碰撞，最終轉換為無序的熱運動，這就是我們看到的加熱效果。冰塊中的水分子雖然可以振動，但由於氫鍵限制，它們的旋轉能力大大降低，因此與周圍分子的碰撞較少，熱量產生也較少，這就是為什麼冰塊在微波爐中加熱時效果不明顯的原因。

由於氫鍵限制，旋轉能力大幅降低，與周圍分子的碰撞較少

https://www.youtube.com/watch?v=NEUQ5fecROo 微波冰塊卻不融化？！科學團隊將向你展示如何通過科學讓冰塊拒絕融化！影片來源：Impossible Science

此外，還有一個常見的誤解是，食物在微波爐中是從內部向外加熱的。實際上，微波先加熱食物的外層，然後熱量通過傳導向內部傳遞。因此，如果你在微波爐中放一大塊冰，它主要是通過外層的傳導來慢慢融化，而不是直接被微波加熱。

這樣的奇異現象讓我們更好地理解微波加熱的原理，也幫助我們解釋為什麼不同性質的物質在微波爐中的加熱效果不同。對於未來微波爐技術的改進，這些知識可能會提供新的啟發。

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首圖來源：IFLScience (CC BY 4.0)

影片來源：Impossible Science(CC BY 4.0)

參考出處：
Something Weird Happens When You Try To Microwave Ice
延伸閱讀：
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