Meine anekdotischen Beobachtungen (die falsch sein könnten, sie sind völlig unwissenschaftlich) zeigen, dass es fast so lange dauert, eine große Schüssel Suppe in einer Mikrowelle gleichmäßig zu erhitzen, wie es dauert, sie auf dem Herd zu erhitzen – 4-5 Minuten in meinen meisten aktuelles Beispiel. Ein Teller mit Fleisch oder Gemüse ist jedoch in 30 Sekunden oder weniger aufgewärmt.
Was Ihre Mikrowelle beim Erhitzen "besser" als einen Herd macht, ist, dass sie die Wärme ziemlich effizient in Ihr Essen bringt - das Wellenfeld durchdringt das Essen und schwingt mit dielektrischen Molekülen mit, die dann ihre Rotationsenergie als Wärme an ihre Umgebung abgeben. Dies hängt nicht stark von der Wärmeleitfähigkeit innerhalb des Lebensmittels ab, da es lokal erhitzt wird.
Auf einem Herd kommt die gesamte Wärme vom Brenner unten und muss irgendwie zu Ihrem Essen gelangen - zuerst durch Übertragung vom heißen Gas/der heißen Platte zum Gefäß und dann von diesem Gefäß zum Essen. Dieser Prozess ist sehr ineffizient für Lebensmittel, die keinen guten thermischen Kontakt mit dem Gefäß haben – Sie erhalten einen sehr heißen Topf und warme Luft im Raum. Bei Wasser oder Ihrer Suppe hingegen ist der thermische Kontakt mit dem Gefäß hervorragend und fast die gesamte Wärme, die auf das Gefäß übertragen wird, landet tatsächlich in Ihrem Essen.
Dass die Zeiten für Mikrowellen- und Herdheizung am Ende nah herankommen, ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass Ihr Herd viel mehr Leistung abgibt als die Mikrowelle – ein 9000-BTU/h-Brenner entspricht etwa 2,6 kW, während Ihre übliche Mikrowellenleistung weniger als die Hälfte davon), ist aber viel weniger effizient. Bei nicht flüssigen Lebensmitteln ist der Herd noch weniger effizient, während sich die Effizienz der Mikrowelle nicht wesentlich ändert.
Das liegt daran, dass Wasser eine höhere Wärmekapazität hat (die Menge an Energie, die pro Kilogramm benötigt wird, um die Temperatur um 1 Grad zu erhöhen) als Fleisch oder Gemüse, und da eine Schüssel Suppe normalerweise mehr wiegt als eine Karotte oder ein Stück Huhn, braucht es mehr Masse aufgeheizt werden, was mehr Energie und damit mehr Zeit in Anspruch nimmt. Während Fleisch und Gemüse eine beträchtliche Menge Wasser enthalten, besteht eine Schüssel Suppe im Wesentlichen nur aus Wasser.
Die Wellenlänge der Mikrowellen in Ihrem Mikrowellenofen liegt bei etwa 3 cm oder etwas mehr als einem Zoll. Wenn der Ofen eingeschaltet ist, neigen die Mikrowellen in seinem Hohlraum dazu, stehende Wellen zu bilden. Das bedeutet, dass es etwa alle 1,5 cm Knoten in den elektromagnetischen Wellen gibt, also Stellen innerhalb des Ofens, an denen die Amplitude der Wellen immer Null ist. Da die Energie der Welle an einem bestimmten Punkt proportional zum Quadrat ihrer Amplitude ist, entsprechen diese Knoten Punkten, an denen der Ofen keine Energie an das Lebensmittel abgibt.
Als Nebenbemerkung ermöglicht die Existenz der Knoten ein ordentliches Experiment, das durchgeführt werden kann, um die Lichtgeschwindigkeit mit Marshmallows in einer Mikrowelle zu messen. Siehe zum Beispiel diese Website . Kurz gesagt, der Boden eines Mikrowellenofens (ohne sich drehende Platte) wird mit Marshmallows bedeckt und der Ofen wird eingeschaltet. Einige Marshmallows beginnen zu schmelzen, während andere nicht betroffen sind – entsprechend den Positionen der Knoten. Durch die Messung des Abstands zwischen ihnen können Sie die Wellenlänge der Strahlung ermitteln, die Sie in Kombination mit der angegebenen Frequenz des Ofens einen experimentellen Wert für die Lichtgeschwindigkeit berechnen lässt!
Das Vorhandensein dieser Knoten ist der Grund dafür, dass die meisten Mikrowellenherde einen rotierenden Teller haben: Das Essen wird durch die Knoten bewegt, aber auch durch die Regionen, die ihm Wärmeenergie zuführen, und im Durchschnitt sollen alle Speisen erhitzt werden. In der Praxis scheint es jedoch oft, zumindest anekdotisch, dass einige Teile der Nahrung einfach eine höhere Energiedosis erhalten als andere. Dies kann dazu führen, dass die Suppe an einigen Stellen heiß und an anderen immer noch kalt ist – ein Problem, das etwas gemildert werden kann, indem die Suppe regelmäßig umgerührt wird, wodurch die Suppe dazu angeregt wird, schneller ein thermodynamisches Gleichgewicht zu erreichen.
Nik Josevski