Замечали ли вы когда-нибудь, что вода, подогретая в СВЧ-печке приобретает неприятный привкус. Этот факт вызывает недоумение у многих. Ведь казалось бы, это просто вода, и способ нагрева никак не должен влиять на её свойства. Однако на практике дело обстоит куда сложнее. Тогда почему же так происходит?
Оказывается, ответ на этот вопрос кроется в физике процесса кипячения. Группа ученых из University of Electronic Science and Technology of China (УЭНТК) в Чэнду раскрыла эту загадку, связав появление неприятного привкуса в воде с тем, что в микроволновых печах нет конвекции.
В обычных чайниках нагревание происходит снизу. Вода на дне быстрее нагревается, её плотность уменьшается, и, поднимаясь вверх, она вытесняет более холодную воду назад ко дну. Этот непрерывный циркуляционный процесс, называемый конвекцией, обеспечивает равномерное нагревание воды по всей массе. Благодаря этому, вода приобретает равномерную температуру и, как следствие, более чистый и «мягкий» вкус.
В микроволновых печах ситуация принципиально иная. Микроволны, проникая в воду, вызывают дипольный резонанс её молекул и непосредственно её нагревают. При этом отсутствует направленный источник тепла, такой как в чайнике. Как результат, вода нагревается относительно ровно по высоте, но неравномерно по объему. В центре сосуда нагрев воды может происходить чуть быстрее, чем у стенок, создавая температурные микро-градиенты. Это, в свою очередь, может вызывать образование небольших перегретых зон, где вода достигает температуры значительно выше точки кипения, прежде чем начать активно испаряться. Именно эти перегретые зоны и неравномерный нагрев и влияют на вкус воды. Этот эффект особенно заметен при заваривании чая, где тонкие нюансы вкуса и аромата играют ключевую роль. Неравномерное нагревание может приводить к экстракции нежелательных компонентов из чайных листьев, влияя на конечный вкус напитка.
Более того, если вода содержит растворенные минералы, которые могут оседать неравномерно или их вкус при нагреве может усиливаться, это также приводит к появлению в ней посторонних вкусов. Помимо этого, в микроволновке вода не достигает полноценного кипячения с образованием пузырьков, что также может изменить её свойства и, соответственно, повлиять на вкус. Немаловажным является и материал посуды, в которой подогревается вода. Пластиковые контейнеры или стаканы могут выделять в воду химические вещества при нагреве, которые растворяются в воде и придают ей неприятный привкус. Даже керамика или стекло, если они не предназначены для микроволновок, могут содержать примеси, влияющие на вкус.
Тогда как же быть в этой ситуации? Вообще не пользоваться микроволновкой для подогрева воды? Ученые из УЭНТК нашли инновационное решение этой проблемы — специальный стакан для микроволновой печи. Его секрет заключается в тонком, точно рассчитанном по толщине и ширине слое серебра, нанесенном на верхнюю часть стакана. Этот слой серебра выполняет роль отражателя микроволн, препятствуя чрезмерному нагреву верхней части воды. Это, в свою очередь, способствует возникновению естественной конвекции. Даже незначительные температурные градиенты, возникающие между верхней и нижней частями стакана, заставляют воду циркулировать, достигая более равномерного нагрева. Важно отметить, что нанесение слоя серебра должно быть выполнено с высокой точностью. Профессор Баоцин Цзэн, один из участников исследования, подчеркивает, что слой металла располагается в зоне с минимальной напряженностью электрического поля внутри микроволновой печи. Это важно для предотвращения образования электрических разрядов и искр, что могло бы представлять опасность. Ведь неправильно нанесенное серебро может привести к возникновению дуговых разрядов, что не только испортит стакан, но и повредит микроволновую печь.
Таким образом, невкусная вода из микроволновки — это не просто миф, а следствие физических процессов. Инновационный стакан от УЭНТК демонстрирует, что эту проблему можно решить, используя простые, но точно рассчитанные инженерные решения. Однако, для достижения наилучшего результата необходимо учитывать и другие факторы, связанные с качеством воды и используемой посуды. В идеале, для получения наилучшего вкуса кипяченой воды рекомендуется использовать традиционные методы кипячения, обеспечивающие естественную конвекцию.
