Часто можно прочитать, что микроволновое излучение бытовой СВЧ-печи "настроено" на молекулы воды и "раскручивает" эти молекулы. Они начинают вращаться быстрее, сильнее "трутся" друг о друга, что и приводит к нагреву вещества в целом. А нагретая вода греет уже "сухие" части продуктов (хотя в тех продуктах, которые ставят для разогрева в микроволновку, вода распределена по всему объему). Однако в жидкой воде нет отдельных молекул: вода - это непрерывная сетка сильно связанных друг с другом молекул, в которых атом кислорода каждой молекулы Н2О связан водородными связями двумя атомами водорода двух соседних молекул. Примерно как на этой схеме:
По этой сетке очень быстро передается, например, процесс диссоциации воды, который является кооперативным. Раскручивание молекул воды возможно только в газовой фазе, когда молекулы не связаны друг с другом, а при повышении температуры заселяются все более высокие колебательные и вращательные уровни (их огромное количество). Это происходит в результате столкновений молекул, когда их кинетическая энергия может с некоторой вероятностью (часто небольшой) перейти в энергию колебаний и вращений. Каждому колебательному уровню V энергии соответствует много колебательных J. В результате получается очень сложная картина, примерно такая:
Но в жидкой воде всё не так. На что же действует микроволновое излучение в жидкости? Понимая, что теоретически мне с этим не разобраться, я решил сначала проверить, будет ли действовать СВЧ-печь на другие жидкости, помимо воды. Известно, что "практика - критерий истины". Поэтому решил последовать совету В.И.Топорова: "Но, может, проще взять исследуемые вещества и поместить их в микроволновку?" Именно так я и поступил. Взял небольшую чашку с водой и маленький стеклянный стаканчик, в который наливал разные жидкости, от 30 до 100 мл. Ставил воду и испытуемое вещество в микроволновку подальше друг от друга и включал ее на 20 секунд на мощности 400 Вт.
Результаты. Спирт закипел! Ацетон, хлористый метилен (метилен хлорид, дихлорметан) и этилацетат заметно нагрелись. Все эти жидкости полярные, диэлектрическая проницаемость ε наибольшая у спирта. Конкретно она такая (при 25°С).
Вода 78,5.
Этиловый спирт 24,4.
Ацетон 20,7.
Метиленхлорид 8,9.
Этилацетат 6,0
<hr />
Бензол 2,3
Бензол не испытывался. Не только потому, что его не было (достать не проблема), а уж очень вонюч. Подозреваю, что он греться не будет.
Основной вывод: греется не только вода, но и другие (полярные) жидкости. Однако следует учесть, что приведенные значения ε относятся к низким частотам. На высоких частотах они могут сильно измениться. Но предварительный вывод такой: поглощение микроволн связано с полярностью жидкости. Для более точной корреляции нужны количественные измерения: точно отмеренный объем жидкости, поправка на плотность (метиленхлорид в 1,7 раза тяжелее спирта и ацетона) и на теплоемкость (у воды она почти вчетверо выше, чем у метиленхлорида), измерение температуры жидкости до и после нагрева. Но это тянет уже если не на дипломную, то на курсовую работу :).