電子レンジの仕組についての疑問

質問

日本電機工業会　電子レンジ専門委員会というHPの説明によると
１．電子レンジに仕組まれたマグネトロンから電波を食品にあてる。
２．電波が食品に含まれている水の分子などを振動させる。
３．振動すると、まさつ熱を生じ、このまさつ熱が広がって食品全体をあたためる。
とあります。「電子レンジの仕組」で検索した他のサイトを調べてもほとんど同じです。疑問は３．のまさつ熱のくだりです。
熱とは何かを調べると、物質を構成する分子などの運動エネルギーそのものを言うらしい。つまり、分子が激しく振動していれば高温で少ししか振動していなければ低温ということです。燃焼やまさつも分子を振動させる行為です。だから３．の振動によりまさつ熱を生じるは、蛇足かもっともらしい嘘ということになります。しかし、なにしろ一番権威のありそうな機関の説明ですので確信を持つには至っておらずモヤモヤしております。どなたか名回答お願いします。

回答No.5

suz83238 · ベストアンサー

摩擦熱とか誤解があります、というより素人向けのウソです。
その方が一般人には理解しやすいための方便です。
まず原理ですが、電子レンジのマイクロ波が照射されると、電界の変化で水の分子（永久電気双極子）が作用し、水はその電界に従って動こうとしますが、実際は遅れて動きます。このときの遅れが、電界の変化に対する抵抗力となり、マイクロ波のエネルギーが散逸し、散逸したエネルギーが熱に変わり、水が加熱される訳です。（誘電損失と呼ばれます）
誘電損失の差により、氷と水ではマイクロ波の効果が異なるため、水は加熱できても、氷は加熱されないのです。摩擦は全く関係ありません。
この辺のことを説明するには、字数が足りませんのでここまでとします。

お礼

ご回答ありがとうございます。
だんだん難しくなってきて、ついて行くのが困難になりつつあります。

＞散逸したエネルギーが熱に変わり
とありますが、熱というのは、物質を構成する分子や原子等の振動と考えてよいのでしょうか？
固体の氷は分子の結合が強くて動きにくいから、過熱されない
とすれば説明がつく？

回答No.8

BASKETMM

私は物理学者ではありません。しかし、問題はもっと簡単なことに思えます。
１．電波／電磁波が水などの分子を電磁的な力で、振動させます。
２．これにより水分子の振動は激しくなり、水の温度は上がります。
３．しかし、水でない部分（電磁的力が掛からない部分）の温度は低いままです。
４．一方に於いて、水でない部分は、水分子に隣接しています。従って、水分子の振動は伝わります。この伝わり方が、摩擦力であると表現されているのでしょう。
５．最終的に、他の部分の温度も上がるのです。

マグネトロン→→電磁波→→（電磁的力）→→水分子→→水の温度上昇→→（摩擦力）→→水以外の部分→→全体の温度上昇。

お礼

ご回答ありがとうございます。
なんとなく分かってきました。
水分子の振動がもっと激しくなると（水の温度が上がる）分子同士の結びつきが弱くなり気体（蒸気）になってしまう。
逆に水分子の振動が弱くなると（水温が下がる）と結びつきが強くなり固体になる（氷）というわけですね。
古典力学的理解かな・・

みなさんありがとうございました。

回答No.7

acuna

マグネトロンによる強力な高周波の電磁波で細胞が破壊される可能性があったり、水分中の酸素分子が破壊されて、危険な活性酸素が発生したりしないのか、という不安と解釈するとしたら。

これは、充分な試験や追試が本来必要な部分なのではないかと、感じました。

以前、ＵＳＡのＦＤＡの下のＦＣＣ規格（某国では、厚生労働省の食品医薬品局の下に、電波管理局があるのです。日本とは全く違いますねー）、みて、プラウン管のＸ線が放射する量の制限値があったりします。

電磁波の人体障害の有無が、これだけ疑問視されているのに、５００～１２００Ｗの強力な電磁波が食品に与える影響が無いなんて、考える方が変じゃないのかなって、疑問が湧くお気持ちは、とても解ります。

ちょっと考えた方がいい、大事な問題だと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
自宅に始めて電子レンジなるものが来たときは、食品が温まってゆく様子を扉越しにずっとながめていたものです。今は、子供に「目玉焼きができちゃうから離れて見ないといけないよ」と注意しています。
携帯電話も通話中は電波を出しているわけで、脳に近いですから、みそ焼きにならないかと気にすれば気になります。

回答No.6

neconama

４です。
やはり、５さんのほうが正しいようです。適当なことを書いてすみませんでした。

私なりによく説明されているのではないかと思われるページを見つけましたので、ここに揚げさせてもらいます。

電子レンジで加熱できるわけ
http://atom11.phys.ocha.ac.jp/water/microwave.html

参考URL：

http://atom11.phys.ocha.ac.jp/water/microwave.html

お礼

ご回答ありがとうございます。
ご紹介のページ見てみました。いろいろな言葉が出てきて難しいですね。

「外場Eに対してPが遅れることになり、遅れた分だけエネルギーの散逸が起きて、最終的には熱になる。」というのは、５さんの説明と同じですが、熱になるというのは、やっぱり分子の振動になるということですよね。

回答No.4

neconama

振動とは言っても、それは回転、厳密には共鳴に近いものです。
分子単体でみれば、熱エネルギーを与えられているわけではないのですが、
分子間結合力のゆらぎによって、共鳴エネルギーは分子自身のベクトル運動（熱エネルギー）に転換されるのです。
そしてそれをまさつ熱と表現しているのにすぎません。

回答No.3

tom0120

燃焼は、化学反応じゃないの・・・
まあ、分子も動いてるんでしょうけど・・・(^^;

お礼

ご回答ありがとうございます。
燃焼は化学反応ですね。でも反応の結果分子が激しく振動しているのではないかと思います。

回答No.2

m_inoue222

＞分子が激しく振動していれば高温で少ししか振動していなければ低温ということです。

ここが違っているのでは？

振動中は摩擦熱が発生するでしょうが振動が収まれば熱は発生しないのでは？

分子が激しく振動していれば高温が発生し、少ししか振動しなかったら熱の発生も少ない。

矛盾しているとは思えませんが．．．

お礼

ご回答ありがとうございます。
熱とは何かをどんどんひも解いてゆくと熱力学やら量子力学まで動員しないといけないようです。難しいことはよくわからないけれど「分子が激しく振動していれば高温で少ししか振動していなければ低温ということです。」が私なりの理解です。
だとすると、まさつで熱が発生するのは、まさつで分子を振動させるから、と理解しております。で、蛇足ではないかと思った次第です。

回答No.1

tomy41

＞蛇足かもっともらしい嘘ということになります。
なぜそう至るのかが理解できないのですが・・・。
もう少し理解できない点を詳しく教えてくれませんか？

元々あまり振動してないものを外からの電磁波によって振動させエネルギーを高めて温度を上げているのですよね？

あとカテゴリーをここではなく物理で聞いたほうがいい回答が来ると思います。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%B8#.E6.A6.82.E8.A6.81

お礼

ご回答ありがとうございます。
分子の振動そのものが熱だとしたら、電磁波で振動させたらすでに高温状態であって、さらにまさつが出てくるのはおかしいと思ったのです。

モノをまさつさせるとなぜ熱くなるか？は、まさつにより分子の振動がはげしくなるから。という理解です。