Co se stane, když dáte do mikrovlnky hroznové víno?

Co myslíte, co se stane, když dáte do mikrovlnky hrozny a zapnete ji? Máte na výběr tři odpovědi a) hrozen exploduje b) začne jiskřit c) ohřeje se. (délka blogu 5 min.) 

Je to samozřejmě chyták - možné jsou hned dvě odpovědi. 

Voda, jejíž molekuly jsou polární (tedy náboj na jejích molekulách je rozložen nerovnoměrně) se začne ohřívat. Voda je i v hroznech, takže se logicky začnou ohřívat i ony. 

Vinné hrozny vás ale možná překvapí i tím, že začnou v mikrovlnné troubě … jiskřit. Jak je to možné?

Jistě to tušíte - na vině bude zase jednou… fyzika.

Jiskření v mikrovlnce

To, že některé předměty v mikrovlnce prskají a jiskří, jistě nikoho nepřekvapí. Říká se proto, že do ní nesmí přijít žádné kovové předměty, jinak se může pokazit. Není to tak úplně pravda. Vždyť samotná pracovní část mikrovlnné trouby má kovové stěny.

V kovech se mikrovlny nepohlcují. Po povrchu kovových předmětů, které se ocitly v zapnuté mikrovlnce, ale může téci elektrický proud, což se děje díky volným elektronům v této povrchové vrstvě materiálu. 

Intenzita tohoto proudu není zrovna zanedbatelná. Může dosáhnout 20 ampérů. Tenké kovové vrstvy (hliníková folie, kovové části výzdoby na porcelánovém nádobí) pak zatížení nevydrží a mohou začít jiskřit nebo se dokonce roztavit. Silnější kovové předměty se naproti tomu spíše jen zahřejí.

V jednom případě je ale použití kovu v mikrovlnce kontraproduktivní a měl by se před ohřevem jídla odstranit. Je to u hotových pokrmů, které se prodávají v kovových (hliníkových) miskách. Odstraňují se ale ne proto, že by snad poničily troubu, ale proto, že stíní mikrovlny a brání tak ohřevu jídla. 

Oproti tomu vůbec není na škodu ponechat ve sklenici s vodou, kterou ohříváte v mikrovlnce, kovovou lžíci. Její přítomnost totiž přispěje k lepší cirkulaci ohřívané tekutiny, takže se nápoj prohřívá stejnoměrněji. 

Lžíce by ovšem neměla být umístěna tak, že se během otáčení v troubě může dotknout stěny. Jinak totiž vyvolá poměrně intenzivní ohňostroj, který může při troše smůly troubu poškodit.

Proč ale jiskří vinné hrozny? 

Na vině je vlastně frekvence mikrovln, které se používají k ohřevu. V praxi se prosadila frekvence 2,455 GHz, tedy taková frekvence, která pohybuje molekulami vody 2 455 000 000x za vteřinu. Tato frekvence elektromagnetického záření odpovídá vlnové délce zhruba 12 cm.

To ovšem platí pro vzduch. Ve vodním prostředí hroznové kuličky je vlnová délka mikrovlny jiná než ve vzduchu. Ve vodě je totiž také rychlost světla odlišná od té, která platí ve vzduchu. Délka vlny, která ve vzduchu činí 12 cm, je v kuličce vinného hroznu už jen pouhých 1,5 cm. 

Vzhledem k tomu, že tato vzdálenost odpovídá zhruba velikosti kuličky, může hrozen způsobovat zajímavé jevy. Na bodu dotyku dvou hroznových kuliček pak například dochází k rezonanci a k zesílení intenzity pole. 

Na běžný uhlík nebo na vodu v hroznech to nemá větší vliv - hrozny ale obsahují také různé stopové prvky. Sodíkové a draslíkové atomy v jejich slupce už nejsou tak lhostejné - ztrácejí pak například své vnější elektrony. 

Vytvoří se tak lokálně elektricky kladné a záporné oblasti - což vyprovokuje další pohlcování mikrovln v daném místě - a zvyšování teploty. Ta může být nakonec tak vysoká, že se zionizuje i okolní vrstvička vzduchu - a pozorovatel vidí jiskru. 

Pokud se vám tedy zdá, že vaše hroznové víno v mikrovlnné troubě vytváří ohňostroj, pak se nemýlíte. 

Hrozny jsou mimochodem fyzikálně zajímavé také tím, že jsou … svým způsobem magnetické. Více o diamagnetismu si můžete přečíst v jednom z minulých blogů.