घरेलू रसोई में हीटिंग तकनीकें होती हैं जो अलग-अलग भौतिक सिद्धांतों पर काम करती हैं, फिर भी वे अक्सर रोजमर्रा के उपयोग में विनिमेय दिखाई देती हैं। एल्यूमीनियम फ़ॉइल पारंपरिक खाना पकाने में एक नियमित सहायक है, जिसका उपयोग भोजन की सतहों को ढालने या नमी बनाए रखने के लिए किया जाता है, और मानक ओवन में रखे जाने पर यह आम तौर पर अचूक होता है। वही सामग्री माइक्रोवेव ओवन के अंदर बहुत अलग तरीके से व्यवहार करती है, जहां इसकी उपस्थिति अचानक चमक, कर्कश ध्वनि और दृश्यमान विद्युत निर्वहन को भड़का सकती है। इन प्रभावों को घरेलू सुरक्षा मार्गदर्शन में व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है और विद्युत चुम्बकीय जोखिम और सामग्री प्रतिक्रिया से संबंधित प्रयोगशाला सेटिंग्स में इसकी जांच की गई है। विरोधाभास ऊर्जा वितरण, क्षेत्र ज्यामिति और सीमित स्थानों के भीतर धातुओं और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के बीच अंतर से उत्पन्न होता है।
क्या होता है जब माइक्रोवेव ऊर्जा एल्युमिनियम फॉयल से टकराती है?
माइक्रोवेव ओवन लगभग 2.45 गीगाहर्ट्ज़ पर माइक्रोवेव विकिरण से ताप ऊर्जा उत्पन्न करने में सक्षम हैं। गुहा के माध्यम से यात्रा करने वाले माइक्रोवेव के कई प्रतिबिंब धातु की सतह (“ओवन”) के भीतर एक स्थायी-तरंग विन्यास उत्पन्न करते हैं। धातु से बनी किसी वस्तु (उदाहरण के लिए एल्यूमीनियम पन्नी) का परिचय विद्युत क्षेत्र की गति के माध्यम से दोलन उत्पन्न करता है। जब क्षेत्र हवा के टूटने की सीमा से अधिक हो जाता है, तो गैस अणुओं से इलेक्ट्रॉन अलग हो जाते हैं, जिससे आयनीकरण और एक दृश्यमान चिंगारी उत्पन्न होती है। इस प्रक्रिया का वर्णन माइक्रोवेव क्षेत्रों के संपर्क में आने वाली धातु की वस्तुओं के प्रायोगिक अध्ययन में किया गया है, सामग्री में प्रकाशितजहां देखा गया कि चाप चिकनी सतहों के बजाय तेज विशेषताओं से उत्पन्न होता है। साहित्य में बताए गए मापों से पता चलता है कि पतली घरेलू पन्नी भी विशिष्ट माइक्रोवेव पावर स्तरों के तहत निर्वहन शुरू करने के लिए पर्याप्त वर्तमान घनत्व का समर्थन कर सकती है।
फ़ॉइल किनारों और सिलवटों से चिंगारी क्यों भड़कती है?
स्पार्किंग की संभावना धातु के द्रव्यमान से कम उसके आकार और स्थान से नियंत्रित होती है। सपाट, चिकनी धातु की प्लेटें कभी-कभी तत्काल निर्वहन के बिना माइक्रोवेव ऊर्जा को प्रतिबिंबित कर सकती हैं, जबकि टूटी हुई पन्नी छोटी त्रिज्या के साथ वक्रता के कई बिंदु प्रस्तुत करती है। इन बिंदुओं पर, विद्युत आवेश असमान रूप से जमा होता है क्योंकि प्रत्यावर्ती क्षेत्र प्रति सेकंड अरबों बार दिशा उलटता है। तीव्र दोलन ग्राउंडिंग के माध्यम से चार्ज अपव्यय को रोकता है, क्योंकि फ़ॉइल आमतौर पर ओवन की दीवारों से विद्युत रूप से पृथक होता है। परिणामस्वरूप, बहुत कम दूरी पर वोल्टेज अंतर उत्पन्न होता है। प्रयोगशाला अवलोकनों से पता चला है कि चिंगारी अक्सर सबसे छोटे उपलब्ध पथ का अनुसरण करते हुए पन्नी के किनारों से पास की हवा या ओवन गुहा में छलांग लगाती है। प्लाज़्मा जैसा विद्युत् निर्वहन हो सकता है और केवल माइक्रोसेकंड अवधि तक रह सकता है। बार-बार डिस्चार्ज होने की घटनाएं माइक्रोवेव ओवन के आंतरिक घटकों को नष्ट कर सकती हैं और फ़ॉइल में छेद बना सकती हैं। डिस्चार्ज पैदा करने वाली बुनियादी विद्युत चुम्बकीय सीमा स्थितियाँ समस्या का मूल कारण हैं, यानी, हीटिंग तत्वों के सीधे संपर्क के कारण बहुत कम या कोई थर्मल हीटिंग नहीं होता है।
पारंपरिक ओवन एल्यूमीनियम फ़ॉइल को सुरक्षित रूप से कैसे गर्म करते हैं?
पारंपरिक ओवन में खाना पकाने की ऊर्जा पैदा करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली विधि गर्म हवा के माध्यम से जारी थर्मल ऊर्जा, तत्वों (ओवन में) द्वारा उत्पन्न थर्मल ऊर्जा और रैक/ट्रे या पारंपरिक ओवन की अन्य सतहों के माध्यम से उत्पन्न होती है। इसमें शामिल ऊर्जा गतिमान अणुओं और अवरक्त विकिरण द्वारा वहन की जाती है, न कि माइक्रोवेव आवृत्तियों पर दोलन करने वाले सुसंगत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र द्वारा। ऐसे वातावरण में रखी एल्युमिनियम फॉयल अपने आसपास की गर्मी को धीरे-धीरे सोख लेती है। इसकी उच्च तापीय चालकता इसे उस गर्मी को अपनी सतह पर वितरित करने की अनुमति देती है, लेकिन बड़ी विद्युत धाराओं को प्रेरित करने के लिए कोई तंत्र नहीं है। विद्युत क्षेत्रों को तेजी से बदलने के बिना, किनारों पर चार्ज उसी तरह जमा नहीं होता है, और आसपास की हवा विद्युत रूप से तटस्थ रहती है। ओवन में तापमान एल्यूमीनियम को नरम करने या ऑक्सीकरण करने के लिए पर्याप्त उच्च हो सकता है, फिर भी ये प्रक्रियाएं माइक्रोसेकंड के बजाय मिनटों में होती हैं और इसमें विद्युत खराबी शामिल नहीं होती है। सामग्री विज्ञान के अवलोकन से पता चलता है कि एल्यूमीनियम विशिष्ट ओवन स्थितियों के तहत रासायनिक और विद्युत रूप से स्थिर रहता है, बशर्ते यह उजागर हीटिंग तत्वों के संपर्क में न हो जो स्थानीयकृत अति ताप का कारण बन सकता है।
माइक्रोवेव और ओवन में ऊर्जा अलग-अलग कैसे व्यवहार करती है?
दोनों उपकरण इस बात में भी भिन्न हैं कि ऊर्जा कैसे और कहाँ निहित या जारी की जाती है। डिज़ाइन के संदर्भ में, माइक्रोवेव ओवन का निर्माण रेज़ोनेटर के रूप में किया जाता है, जो विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को तब तक बनाए रखता है जब तक कि ऊर्जा खाद्य उत्पादों द्वारा अवशोषित न हो जाए, या विद्युत चुम्बकीय (रेडियो) ऊर्जा आसपास की हवा (गर्मी) में नष्ट न हो जाए। यह प्रभाव मुख्य रूप से गुहा की धातु की दीवारों के कारण होने वाले प्रतिबिंब की दक्षता के साथ-साथ उनके कॉम्पैक्ट आकार और गुहा में निहित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों की उच्च तीव्रता के कारण होता है। ज्यादातर मामलों में, गैर-इच्छित (अनियोजित) कंडक्टरों की नियुक्ति से ऊर्जा के अधिक समान अवशोषण की अनुमति के विपरीत, कंडक्टर के आसपास विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों में स्थानीय वृद्धि होती है। पारंपरिक ओवन विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के लिए अनुनादक के रूप में कार्य नहीं करते हैं; ऐसे ओवन द्वारा उत्पन्न ऊष्मा ऊर्जा दीवारों या अन्य सतहों के प्रतिबिंबों से लेकर संवहन/विकिरणकारी ओवन की ऊष्मा ऊर्जा तक संवहन और विकिरण-आधारित प्रक्रियाओं के माध्यम से बाहर की ओर फैलती है। इसलिए, एल्यूमीनियम फ़ॉइल एक संरचित क्षेत्र पैटर्न के बजाय एक फैला हुआ थर्मल वातावरण का अनुभव करता है। इन उपकरणों की तुलना करने वाली रिपोर्ट में कहा गया है कि ओवन में चिंगारी की अनुपस्थिति फ़ॉइल की किसी विशेष संपत्ति के कारण नहीं है, बल्कि विद्युत निर्वहन के लिए आवश्यक स्थितियों की कमी के कारण है। सामग्री गर्मी के प्रति अनुमानित रूप से प्रतिक्रिया करती है, जबकि पारंपरिक खाना पकाने में मौजूद ऊर्जा हस्तांतरण के तरीकों के प्रति काफी हद तक निष्क्रिय रहती है।यह भी पढ़ें | आपको अपने घर में कनखजूरे को कभी क्यों नहीं मारना चाहिए?
