Spielt die polare Natur des Wassers eine Rolle bei seiner Resonanz mit Mikrowellen?

Diese Schulphysik-Webseite behandelt einige Informationen über das Erhitzen von Wasser mit Mikrowellen und laut dieser Seite ein weit verbreitetes Missverständnis darüber

„Mikrowellenöfen arbeiten mit einer Frequenz von 2,45 GHz (2,45 x 10^9 Hz) und das ist NICHT die Resonanzfrequenz eines Wassermoleküls.“

Aber auf jeden Fall wird die Mikrowellenenergie von den Wassermolekülen absorbiert, und ich gehe davon aus, dass die Moleküle an diesem Punkt in ihren verschiedenen Moden bei ihren höheren Resonanzfrequenzen schwingen.

Aber ich bin mir nicht sicher, ob die polare Natur des Wassermoleküls eine Rolle dabei spielt, wie die Mikrowellenenergie vom Wassermolekül eingefangen wird. Ich denke, dass die Mikrowellen, die elektromagnetische Wellen sind, einen gewissen Einfluss auf die Wassermoleküle haben müssen, die durch ihre Form etwas elektrisch polarisiert sind.

Hat die polare Natur einen Einfluss?

Kein Duplikat, aber sehr relevant: physical.stackexchange.com/a/136078/26969
@Floris Danke, das war nützlich und tatsächlich erwähnt das von Ihnen zitierte Material die Wirkung des Wasserdipols, so dass es den Anschein hat, dass es eine Funktion beim Bewegen der Wassermoleküle, ihrer Phase relativ zur EMR, erfüllt. Also durch elektromagnetische Kräfte. Aber ist dies die einzige Art der Energieübertragung, oder absorbieren die Moleküle Energie aus der EMR auf andere Weise, die nichts mit ihren polaren Eigenschaften zu tun hat? Öle sind als unpolare Flüssigkeiten bekannt. Erinnern Sie sich nicht, ob Mikrowellen Öl erhitzen.
@Floris hier goodhousekeeping.com/food-recipes/news/a18064/… erwähnt "Öle wie Olivenöl erhitzen sich nicht gut in Mikrowellen, weil ihren Molekülen die Polarität fehlt, die in Wasser zu finden ist."

Antworten (1)

Die Wassermoleküle erfahren erzwungene Schwingungen, aber das ist keine Resonanz, weil die Frequenz der Mikrowellen (die erzwingende Frequenz) mit keiner Eigenfrequenz der Moleküle zusammenfällt. Die Moleküle werden zum Schwingen gezwungen, weil sie polar sind und das oszillierende elektrische Feld der Mikrowellen sie in eine „Library“-Oszillation versetzt, die eine Rotation in eine Richtung, dann in die andere Richtung, dann in die erste Richtung und so weiter ist, ähnlich wie die 'Unruh' einer altmodischen Uhrwerkuhr, obwohl ich mir vorstelle, dass die Amplitude viel kleiner ist. Die Bewegung wird durch Wechselwirkungen mit umgebenden Molekülen gedämpft und die Energie randomisiert.

Sie verwenden den Begriff „Libratory“-Oszillation, aber dictionary.com definiert Libratory als „oscillatory“. Also Oszillation? Definieren Physiker Bibliothek in einem anderen Sinne?
Ich habe versucht zu erklären, was eine Libratorschwingung in meiner obigen Antwort ist. Schlagen Sie den Wiki- Eintrag unter „Libration (Moleküle)“ nach und Sie werden eine Animation finden.
Danke. So scheinen die intermolekularen Kräfte des umgebenden Mediums eine Rückstellkraft bereitzustellen , und die elektromagnetische Kraft, die durch die vorbeiströmenden Mikrowellen induziert wird, induziert eine anregende Kraft auf den Dipol des Moleküls. Ich kann sehen, dass dies nicht unbedingt erfordern würde, dass die Mikrowelle die gleiche Frequenz wie die Eigenfrequenz des Moleküls hat und das Kraftsystem wiederherstellt. Ich frage mich jedoch, ob die Librationsfrequenz eine Subharmonische der Mikrowelle ist. Wenn ja, könnten Sie es immer noch als Resonanz betrachten.
Eine schnelle Suche brachte dies in chemischen Übersichten zu Physics.ncsu.edu/clarke/papers/… tatsächlich können molekulare „Rotoren“ bei einer Subharmonischen der anregenden Welle libbrieren.
Spielt die polare Natur des Wassers eine Rolle bei seiner Resonanz mit Mikrowellen?
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