微波加热的原理

微波加热的原理

 微波加热具有自己独特的优点。传统所用的加热方式都是先加热物体表面，然后热量由表面传到内部；而用微波加热，可对物体内外部进行“整体”加热。微波加热的原理是什么呢？下面我们从物质的微观结构来认识。

自然界中的物质是由大量一端带正电，另一端带负电的 分子（或偶极子）组成，我们称为介质。在自然状态下，介 质内的偶极子作杂乱无章的运动和排列。

当介质处于电场之中,其内部的偶极子 就重新进行排列，即带正电的一端趋向负极，带负电的一端 趋向正极，这样一来，就使杂乱运动着的和毫无规则排列的 偶极子，变成了有一定取向的、有规则排列的极化分子，同 时，外加电场给7偶极子“位能”。介质的极化现象越明显， 材料中储存的能量也就越多

如果将电源和正负极调换一下，则平板间电场的方向相 应地反向，介质中偶极子的取向也随之旋转180度。如果把直流电源换成5092的交流电，则加到两金属平 板上的电场就会每秒50次地交替变化着方向，介质中偶极子 的极化取向也同样每秒50次地进行着转变。在转变过程中， 由于分子的热运动，相邻分子间的相互作用和极性分子的 “变极”效应，产生了类似摩擦的作用，使极性的分子获得能 量，并以热量形式表现出来，介质的温度也随之升高。当然, 处于5092的交流电路中时，介质吸收的功率极小。低频电磁场的加热能力也较小3

随着电磁场变化频率的增加，电磁场中介质的极化取向 和电磁场变化之间在时间上存在的差异就会越大，微波波段 电磁场频率高达108数量级，所以极化过程中类似于“摩擦” 的效果，表现得极为激烈，因而产生的热量也很可观。

另外，传统加热主要利用的是传导和对流方式，此时，传 统传导加热中所用的容器常常是热的不良导体，假如容器内 是溶液，容器把热传向溶液需要时间；由于液体表面出现蒸 发.对流建立了热梯度来传导热能，这种方式下只有在热源 附近的少部分液体的温度可达到容器外部的加热温度。所以， 使用传统加热方式，只有少量的液体在溶液的沸点温度之上 或是在体系温度之上。相反，微波同时加热所有的介质和物 料而不十分加热容器，所以，应用微波加热时，溶液很快达 到沸点^固体可很快升温，由于“热点”效应，在加热介质 中出现多个“热源”，由此产生的快速加热效果是传导和对流 方式所达不到的。由于加热速度太快和电磁场的空间分布，用 微波可能会出现局部过热现象。