一道物理题小雪吃早餐时,用功率为
(1)传统的煮食方法是用火通过锅底传热给锅中的食物,食物受热是从表面逐渐传递到里面的,这种方法有两个缺点:一是花费的时间长,另外大块的食物不能内外同时煮熟,造成内生外焦的现象,微波炉的加热方式可克服这两个缺点。
微波是电磁波的一种,波长范围在 1 mm 到 1 m 之间,国际上规定家用微波炉的微波波长为 122 mm,对应频率为 2450 MHz,选择这个波长,主要是为了避免干扰通讯电波。为甚么微波炉产生的微波能快速加热食品呢?原来微波能容易穿透绝缘物体,但遇到有水份的食物便会使水分子和它一起以相同的频率振荡,振?中分子与分子互相摩擦,从而产生热量。 微波炉产生的...全部
(1)传统的煮食方法是用火通过锅底传热给锅中的食物,食物受热是从表面逐渐传递到里面的,这种方法有两个缺点:一是花费的时间长,另外大块的食物不能内外同时煮熟,造成内生外焦的现象,微波炉的加热方式可克服这两个缺点。
微波是电磁波的一种,波长范围在 1 mm 到 1 m 之间,国际上规定家用微波炉的微波波长为 122 mm,对应频率为 2450 MHz,选择这个波长,主要是为了避免干扰通讯电波。为甚么微波炉产生的微波能快速加热食品呢?原来微波能容易穿透绝缘物体,但遇到有水份的食物便会使水分子和它一起以相同的频率振荡,振?中分子与分子互相摩擦,从而产生热量。
微波炉产生的微波功率较大,一般从600 W到2000 W之间。在水分子((H2O)中,H2的一端带正电,而O的一端带负电。微波通过食物时,微波的电场就对水分子产生作用力,令水分子的正负两端急剧地扭转振动。
这振动就引致摩擦生热,迅速把食物煮熟。 微波炉的微波频率为2450MHz,这是使水分子振动的最有效频率瓷质盛器中没有水分子,也没有一端正一端负水分子在微波中每秒振荡24。5亿次,这种振荡几乎是在食物的内外各部分同时发生,因此波加热的食品能够在很短的时间内,把整份食物煮熟。
1946年,斯潘瑟还是美国雷声公司的研究员。一个偶然的机会,他发现微波溶化了糖果。事实证明,微波辐射能引起食物内部的分子振动,从而产生热量。1947年,第一台微波炉问世。顾名思义,微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。
微波是一种电磁波。这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多,而且还很有"个性" 微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但不会消耗能量;而含有水分的食物,微波不但不能透过,其能量反而会被吸收。
微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器,它能产生每秒钟振动频率为24。
5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波,能穿透食物达5cm深,并使食物中的水分子也随之运动,剧烈的运动产生了大量的热能,于是食物"煮"熟了。这就是微波炉加热的原理。用普通炉灶煮食物时,热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。
而用微波炉烹饪,热量则是直接深入食物内部,所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍,热效率高达80%以上。目前,其他各种炉灶的热效率无法与它相比而微波炉由于烹饪的时间很短,能很好地保持食物中的维生素和天然风味。
比如,用微波炉煮青豌豆,几乎可以使维生素C一点都不损失。另外,微波还可以消毒杀菌。使用微波炉时,应注意不要空"烧",因为空"烧"时,微波的能量无法被吸收,这样很容易损坏磁控管。另外,人体组织是含有大量水分的,一定要在磁控管停止工作后,再打开炉门,提取食物。
(2)研究不同温度的物体或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。通常要求传热学解决的问题是:热量传递的方式、多少和快慢,传递过程中或过程终了时物体内部的温度分布。
传热学作为学科形成于19世纪。1904年德国流体力学家L。普朗特的边界层理论和1915年E。K。W。努塞尔的因次分析,为从理论上和实验上正确理解和定量研究对流换热奠定了基础。
传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射3种。
①热传导。在不涉及物质转移的情况下,热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位,或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程,简称导热。②热对流。不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。
工程上广泛遇到的对流换热(或称对流传热、对流放热)是指流体与其接触的固体壁面之间的换热过程,它是热传导和热对流综合作用的结果。③热辐射。物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。它是波长在0。1~100微米之间的电磁辐射,因此与其他传热方式不同,热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。
太阳就是以辐射方式向地球传递巨大能量的。
实际传热过程一般都不是单一的传热方式,而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便,人们在传热研究中把3种传热方式分解开来,然后再加以综合。
20世纪以前,传热学是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。20世纪以后,传热学作为一门独立的技术学科获得迅速发展,越来越多地与热力学、流体力学、燃烧学、电磁学和机械工程学等一些学科相互渗透,形成多相传热、非牛顿流体传热、燃烧传热、等离子体传热和数值计算传热等许多重要分支。
(3)传热机理任何热量的传递只能通过传导、对流、辐射三种方式进行。固体内部的热量传递只能以传导的方式进行。流体与换热器壁面之间的给热过程往往同时包含对流与传导,对高温流体还有热辐射。
热传导、对流传热需介质,能量形式不变;而辐射传热无须介质,但能量形式发生变化(热→波→热)热传导是物体内部分子微观运动的一种传热方式。但热传导的机理很复杂。固体内部的热传导是由于相邻分子在碰撞时传递振动能的结果。
在流体特别是气体中,除分子碰撞外,连续而不规则的分子运动是导致热传导的重要原因。此外,热传导也可因物体内部自由电子的转移而发生。金属的导热能力很强的原因就在于此。。 对流传热是指流体中质点发生相对位移而引起的热交换。
对流传热仅发生在流体中,与流体的流动状况密切相关。实质上对流传热是流体的对流与热传导共同作用的结果。
介于以上分析,*(1)传热方式为辐射
(2)先查表知道牛奶的比热容,
再求出功W=牛奶的比热容*0。
2KG*(85'C-5'C)=W
再求W'=1000w*50s
W/W'=微波炉加热的效率
。收起