Wie würde ein Diagramm des Temperaturanstiegs einer Tasse Wasser in einer Mikrowelle aussehen?

Hier ist ein Link zu einer Studie, die das Erhitzen von Wasser in einer Mikrowelle mit dem Erhitzen von Wasser in einem herkömmlichen Ofen vergleicht.
Abhängig von der Leistung der Mikrowelle, dem Volumen des Wassers und der Zeit, in der es darin platziert wird, ändert sich die Temperatur ungefähr linear mit der Zeit, bis entweder das System ein Gleichgewicht erreicht (für Mikrowellen mit geringer Leistung und großen Wassermengen) oder das Wasser beginnt zu schwingen Phase ändern (dh beginnt zu kochen), an welchem ​​Punkt die Temperatur beginnt sich einzupendeln.

Hier ist die entsprechende Grafik:

Nur um der guten empirischen Antwort von sh37211 eine Erklärung hinzuzufügen: Die Mikrowelle überträgt Energie mit konstanter Geschwindigkeit auf das Wasser. Für eine Mikrowelle mit 1.300 Watt und einem typischen Wirkungsgrad von 50 %$^1$das bedeutet, dass konstant 650 Watt Wärmeenergie an das Wasser abgegeben werden. Um die Temperaturänderung zu berechnen$(\Delta T)$einer Materialmasse$(m)$basierend auf wie viel Wärmeenergie$(Q)$hinzugefügt wurde, nutzen Sie die Wärmekapazität des Materials $(C)$:

$\Delta T= \frac{Q}{mC}$

Die Wärmekapazität von flüssigem Wasser ist nur eine Konstante,$4.18\ J/g\cdot K$. Wie du sehen kannst,$\Delta T \propto Q$. Seit der$Q$von der Mikrowelle bereitgestellt wird, ist über die Zeit konstant, so ist die$\Delta T$. Somit würde man eine lineare Beziehung zwischen der Temperatur des Wassers und der Zeit erwarten.

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$^1$ siehe Seite 2 ; Der Wirkungsgrad ist definiert als die an das Wasser abgegebene Leistung dividiert durch die vom Mikrowellenherd verbrauchte Leistung