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Physikwissen: Physikstudium
Wohnort: Villa Nancago
Beruf: Jäger des verlorenen Schatzes
Dienstag, 27. Juli 2010, 22:49
Physik in der Küche - Mikrowelle
Noch was schönes 
Da ich mich die letzten Monate sehr intensiv mit Mikrowellen beschäftigt habe, können wir uns nun auch gerne mal über die Physik in der Küche unterhalten.
1.) Wie erhitzt eine Mikrowelle unser täglich Brot? Welche physikalische Größen haben wir vorliegen.
2.) Wie gut oder schlecht unser Essen erwärmt wird hängt einzig und alleine von dem konkreten Lebensmittel ab. Wieso? (Tipp: Zwei physikalische Größen sind die Tatverdächtigen)
3.) Welche (kontraintuitive) mathematischen Eigenschaften hat eine der Größen, die festgelegt wie gut sich das Essen erhitzen lässt?
4.) Wieso ist es eine dumme Idee Eis in der Mikrowelle schmelzen zu wollen?
5.) Wir legen eine Kartoffel in die Mikrowelle und schalten diese für zwei Minuten ein. Wie bestimme ich, welche Temperatur die Kartoffel in Abhängigkeit von Zeit und Ausdehnung hat?
6.) Wieso ist auch die Ausdehnung der Kartoffel entscheidend? Oder anders gefragt: Wie kommt es, dass manchmal bei gefrorenem Essen es innen kalt und außen verbrannt ist? Wie wird dies beschrieben?
7.) Welche Form sollten Lebensmittel - in unserem Fall die Kartoffel - haben, um best möglich erhitzt zu werden?
Have fun
Da ich mich die letzten Monate sehr intensiv mit Mikrowellen beschäftigt habe, können wir uns nun auch gerne mal über die Physik in der Küche unterhalten.
1.) Wie erhitzt eine Mikrowelle unser täglich Brot? Welche physikalische Größen haben wir vorliegen.
2.) Wie gut oder schlecht unser Essen erwärmt wird hängt einzig und alleine von dem konkreten Lebensmittel ab. Wieso? (Tipp: Zwei physikalische Größen sind die Tatverdächtigen)
3.) Welche (kontraintuitive) mathematischen Eigenschaften hat eine der Größen, die festgelegt wie gut sich das Essen erhitzen lässt?
4.) Wieso ist es eine dumme Idee Eis in der Mikrowelle schmelzen zu wollen?
5.) Wir legen eine Kartoffel in die Mikrowelle und schalten diese für zwei Minuten ein. Wie bestimme ich, welche Temperatur die Kartoffel in Abhängigkeit von Zeit und Ausdehnung hat?
6.) Wieso ist auch die Ausdehnung der Kartoffel entscheidend? Oder anders gefragt: Wie kommt es, dass manchmal bei gefrorenem Essen es innen kalt und außen verbrannt ist? Wie wird dies beschrieben?
7.) Welche Form sollten Lebensmittel - in unserem Fall die Kartoffel - haben, um best möglich erhitzt zu werden?
Have fun
On a sexy problem sheet there are maximal 
points to achieve.
Exercises with transcedent number of points are facultative nuts. As is generally known, nuts are nourishing.
points to achieve.Exercises with transcedent number of points are facultative nuts. As is generally known, nuts are nourishing.
Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Öhm« (27. Juli 2010, 22:54)
Registrierungsdatum: 16. Juni 2009
Physikwissen: Gymnasium Leistungskurs
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Mittwoch, 28. Juli 2010, 00:18
RE: Physik in der Küche - Mikrowelle
Ich hoffe doch einmal über Mikrowellen, also EM-Wellen. Ich vermute(!) einmal, dass hier durch das EM-Feld die Elektronen der Lebensmittelatome/Molekülketten angeregt werden, was sich letztlich in einer Erhöhung der Temperatur äußert.1.) Wie erhitzt eine Mikrowelle unser täglich Brot? Welche physikalische Größen haben wir vorliegen.
Die EM-Strahlung wird durch die Moleküle absorbiert und in Wärme umgewandelt.
Zitat
2.) Wie gut oder schlecht unser Essen erwärmt wird hängt einzig und alleine von dem konkreten Lebensmittel ab. Wieso? (Tipp: Zwei physikalische Größen sind die Tatverdächtigen)
Der Absorptionskoeffzient des spezifischen Lebensmittels und die aktuelle Dichte eben jenen Stoffes(?).
Weil das Eis die EM-Wellen nicht absorbiert sondern reflektiert? Also ähnliches Problem wie: Tasse Kakao mit Edelstahllöffel in der Mikrowelle.
4.) Wieso ist es eine dumme Idee Eis in der Mikrowelle schmelzen zu wollen?
Hier dürfte die eingestellte Leistung der Mikrowelle mit reinspielen und eben, wie stark die Kartoffel die Strahlung absorbiert. Die absorbierte Energie wird (hoffentlich) 1:1 in Wärme umgewandelt... wie ich jetzt auf die Temperatur komme... - es ist schon spät! - ...
5.) Wir legen eine Kartoffel in die Mikrowelle und schalten diese für zwei Minuten ein. Wie bestimme ich, welche Temperatur die Kartoffel in Abhängigkeit von Zeit und Ausdehnung hat?
Die Intensität der EM-Wellen nimmt eben mit der durchdrungenen Ausdehnung des Stoffes ab.
6.) Wieso ist auch die Ausdehnung der Kartoffel entscheidend? Oder anders gefragt: Wie kommt es, dass manchmal bei gefrorenem Essen es innen kalt und außen verbrannt ist? Wie wird dies beschrieben?
Ringförmig.
7.) Welche Form sollten Lebensmittel - in unserem Fall die Kartoffel - haben, um best möglich erhitzt zu werden?
Gute Nacht 
Mittwoch, 28. Juli 2010, 00:29
Joa ... Im Endeffekt erhitzt Du eigentlich hauptsächlich das Wasser in den Lebensmitteln, was man braucht ist nämlich ein Dipolmoment und das ist beim Wasser nunmal nicht zu verachtenZitat von »Öhm«
1.) Wie erhitzt eine Mikrowelle unser täglich Brot? Welche physikalische Größen haben wir vorliegen.
Ich hoffe doch einmal über Mikrowellen, also EM-Wellen. Ich vermute(!) einmal, dass hier durch das EM-Feld die Elektronen der Lebensmittelatome/Molekülketten angeregt werden, was sich letztlich in einer Erhöhung der Temperatur äußert.
Die EM-Strahlung wird durch die Moleküle absorbiert und in Wärme umgewandelt.
Zitat
2.) Wie gut oder schlecht unser Essen erwärmt wird hängt einzig und alleine von dem konkreten Lebensmittel ab. Wieso? (Tipp: Zwei physikalische Größen sind die Tatverdächtigen)
Der Absorptionskoeffzient des spezifischen Lebensmittels und die aktuelle Dichte eben jenen Stoffes(?).
@7: Mein Bauchgefühl sagt: sphärisch (also kugelförmig)
„Advance and attack! Attack and destroy! Destroy and rejoice!“
Dalek (DW 016)
Man kann es drehen und wenden, wie man will: Jeder Tag mehr ist ein Tag weniger.
Harald Lesch
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Harald Lesch
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Mittwoch, 28. Juli 2010, 09:52
@7: Mein Bauchgefühl sagt: sphärisch (also kugelförmig)
Dann hast du ja kleine Oberfläche und großes Volumen. Außen ist die Kartoffel heiß und innen kalt.
Ich würde meine Kartoffel lieber zu Kartoffelpfannkuchen verarbeiten und dann schön platt mit großer Oberfläche in die Mikrowelle schmeißen. Das klappt besser.
Woher soll ich wissen, ob die Vergangenheit keine Fiktion ist, die nur erfunden worden ist, um den Zwiespalt zwischen meinen augenblicklichen Sinneswahrnehmungen und meiner Geistesverfassung zu erklären?
Der Beherrscher des Universums
[insert nerdy text or equation here] The FSM is not necessary anymore.
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Mittwoch, 28. Juli 2010, 14:19
@wishmoep: Ich glaube, du hast 4) schon mit 6) richtig erklärt. 
Und bei 2) würde ich sagen Permittivität und Materieldichte.?
Und bei 2) würde ich sagen Permittivität und Materieldichte.?
Zitat von A. Einstein: „Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt...“
Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »EDTA« (28. Juli 2010, 14:33)
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Mittwoch, 28. Juli 2010, 14:35
Oh, sorry.
Ich kom mir wieder vor wie so ein alter Mann.
Und das mit 15!
Zitat von A. Einstein: „Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt...“
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Mittwoch, 28. Juli 2010, 21:12
Nette erste Ideen wishmoep, aber partiell auch auf dem Holzweg. AV hat die richtigen Worte ins Spiel gebracht.
Dipole wirken wie kleine Antennen. Bei dem Essen muss unterschieden werden in permanent ausgerichtete- und temporäre Dipole. Beide zusammen sind dann ein Maß für die sog. Polarisierbarkeit. Diese wird charakterisiert durch die Permittivität. Diese ist die eine der beiden wichtige Größe, die ich bei Frage 2. gestellt habe. Nun liegt es fast auf der Hand. Welche ist die zweite wichtige Größe?
Tipp: Frage drei bezieht sich auf diese Permittivität, denn hier muss weiter gearbeitet werden, um zu verstehen was bei der Mikrowelle passiert.
Zusatztipp: Dipole "schwingen". Wayne?!
Was muss noch verlangt werden? (Was in der Natur auch immer vorliegt)
Ferner: AV sein Bauchgefühl hat recht. Sphärisch ist die beste Form. Die Begründung ist eigentlich die Interpretation der Antwort aus Frage 5.
Dipole wirken wie kleine Antennen. Bei dem Essen muss unterschieden werden in permanent ausgerichtete- und temporäre Dipole. Beide zusammen sind dann ein Maß für die sog. Polarisierbarkeit. Diese wird charakterisiert durch die Permittivität. Diese ist die eine der beiden wichtige Größe, die ich bei Frage 2. gestellt habe. Nun liegt es fast auf der Hand. Welche ist die zweite wichtige Größe?
Tipp: Frage drei bezieht sich auf diese Permittivität, denn hier muss weiter gearbeitet werden, um zu verstehen was bei der Mikrowelle passiert.
Zusatztipp: Dipole "schwingen". Wayne?!
Was muss noch verlangt werden? (Was in der Natur auch immer vorliegt) Ferner: AV sein Bauchgefühl hat recht. Sphärisch ist die beste Form. Die Begründung ist eigentlich die Interpretation der Antwort aus Frage 5.
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Mittwoch, 28. Juli 2010, 21:35
Tipp: Frage drei bezieht sich auf diese Permittivität, denn hier muss weiter gearbeitet werden, um zu verstehen was bei der Mikrowelle passiert.
Keine Ahnung, aber ich vermute mal, dass die abnimmt, da mit steigender Temperatur die Unordnung der Wassermoleküle zunimmt und sich ungeordnete Teilchen schlechter anordnen lassen.
5) verwirrt mich jetzt ein bisschen.
Zitat von A. Einstein: „Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt...“
Mittwoch, 28. Juli 2010, 23:31
Ferner: AV sein Bauchgefühl hat recht. Sphärisch ist die beste Form.
Yeah, mir war doch so, als ob da was im Hinterkopf geklingelt hätte ... nur nachschauen mochte ich dann ehrlich gesagt nicht ...
„Advance and attack! Attack and destroy! Destroy and rejoice!“
Dalek (DW 016)
Man kann es drehen und wenden, wie man will: Jeder Tag mehr ist ein Tag weniger.
Harald Lesch
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Wohnort: Kiel
Beruf: studiosus chemicus
Donnerstag, 29. Juli 2010, 09:59
Dann sollte vielleicht noch was eingeschränkt werden... von wo kommt die Strahlung? Nur von oben? Von oben und von den Seiten? Von Unten? Wenn die nur von oben kommt, macht doch ein sphärischer Körper wenig Sinn. 
Woher soll ich wissen, ob die Vergangenheit keine Fiktion ist, die nur erfunden worden ist, um den Zwiespalt zwischen meinen augenblicklichen Sinneswahrnehmungen und meiner Geistesverfassung zu erklären?
Der Beherrscher des Universums
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Donnerstag, 29. Juli 2010, 17:28
Durch die innere Reibung wird die Schwingung der Dipole gedämpft und die Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt - bzw. werden umliegende Moleküle ebenfalls zum schwingen angeregt und erhalten Bewegungsenergie, was ja nichts anderes als Wärme ist.
Zusatztipp: Dipole "schwingen". Wayne?!
Registrierungsdatum: 28. August 2007
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Wohnort: Kiel
Beruf: studiosus chemicus
Donnerstag, 29. Juli 2010, 17:35
Bewegungsenergie, was ja nichts anderes als Wärme ist.
nope
Sie muss ungerichtet sein. Sonst sprintet die Kartoffel davon
Woher soll ich wissen, ob die Vergangenheit keine Fiktion ist, die nur erfunden worden ist, um den Zwiespalt zwischen meinen augenblicklichen Sinneswahrnehmungen und meiner Geistesverfassung zu erklären?
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