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卵が電子レンジで爆発するのは「黄身が沸騰するから」だった!? レンジが食品を温める仕組みを解説してみた

 今回紹介する、ゆっくりラボラトリー【化学解説】さんが投稿した『【ゆっくり解説】なぜ温かくなるの?レンチンの仕組み~卵が爆発する理由~』という動画では、音声読み上げソフトを使用して、魔理沙霊夢のふたりのキャラクターが、電子レンジで加熱ができる仕組みと、なぜ卵をレンジにかけると爆発するのか、その原理について解説していきます。

投稿者メッセージ(動画説明文より)

身近な不思議を科学で解説するゆっくり解説動画です。
解説内容はうp主が本やweb等で得た知識をもとに構成されています。
間違った内容や古い情報が含まれている可能性があります。


マイクロ波で水分子を高速振動させ加熱する

魔理沙:
 今回は電子レンジでチンする仕組みについて解説しよう。まず、電子レンジはマイクロ波と呼ばれる電磁波を使って食品を加熱する製品なんだ。マイクロ波は、電磁波の中でも波長が1センチメートルと長いものだ。周波数が高く、2450メガヘルツもある。つまり、その速さはなんと1秒間に約24億回なんだ。

霊夢:
 1秒間に約24億回振動!? すごいね!

魔理沙:
 多くの食べ物には水分が含まれているが、マイクロ波は水の分子を温めるのに最適な性質を持っているんだ。水の分子は、マイクロ波を照射することで分子が振動し、回転する。水の分子が電磁波の周波数に応じて自動回転するのは、分極といって、水などの分子の中にプラスとマイナスの極を持つからだ。

 H2Oという化学式で表される水分子は、酸素原子Oを中心に、“く”の字型に折れ曲がった構造をしているんだ。このため分子全体の電化分布は、わずかながらプラスとマイナスに偏った電気双極子となっている。この水分子に高周波の電界をくわえると、電界の反転に応じて電気双極子である水分子も回転・振動し、互いに衝突しあって熱を発生するんだ。水の分子が高速で振動することにより、食品が温まる。このような加熱の方法を「誘電加熱」というんだ。

霊夢:
 なるほど! つまり、電子レンジでものが温まる理由は、電子レンジのマイクロ波で水分子をものすごいスピードで振動させ、熱が発生するからなんだね。

魔理沙:
 また、水を含まないガラスや陶器などの物質はマイクロ波が通り抜けるので温かくなりにくい。したがって、食品だけが効率よく温まるというわけだ。しかしマイクロ波にはムラがあるんだ。マイクロ波はレーザー光線のように直線で進む性質を持っている。電子レンジの中心がターンテーブルのように回転する仕掛けになっているのは、こういったムラを防止し、マイクロ波を全体に行き渡らせるためなんだ。

霊夢:
 そうなんだ! 回転するタイプの電子レンジのほうが温まりやすいのはこのためだったのか!

魔理沙:
 だが実はマイクロ波は人体に有害な性質を持つ危険なものなんだ。電子レンジの中から外にマイクロ波を漏らさない工夫として、扉はマイクロ波を封じる金属製の網目模様になっているんだ。

 網目はマイクロ波の波長よりも小さい穴となるため、通り抜けることができない。電子レンジの扉が黒っぽいのはこのためだ。またもうひとつの弱点は、食品をスピーディーに加熱できる反面、水分の温度が上昇し、どんどん沸騰して水分が少なくなり、食品の組織を破壊してしまうことだ。

レンジ特有の加熱方法で殻が黄身の圧に耐えられず爆発

霊夢:
 電子レンジでものが温まる仕組みはわかったけど、なんで卵が爆発するの?

魔理沙:
 まず、レンジ加熱は外側からではなく、内側から加熱が進むことが多いため、黄身の部分の水分が沸騰する。

霊夢:
 なんでレンジ加熱は内側から加熱が進むの?

魔理沙:
 それは内側に水分子が多く含まれているからだ。黄身の部分の水分が沸騰することで、自身と殻に包まれた黄身は外気よりも高圧になり、白身と殻を押し破って外気に触れ、殻から出たことで急激な減圧が起こる。減圧が起こり、沸点が下がることで、黄身の水分が一気に蒸発気化し、水蒸気爆発が起こる。つまり黄身が沸騰することで中身が高圧になり、外気に触れた途端、爆発するんだ。

 また、電子レンジにアルミニウムなどの金属の食器を入れてはいけないんだ。なぜなら金属には自由に動ける電子がたくさんあり、これが 電波によって激しく動かされる。これが勢い余って空気中に飛び出すと、火花が飛び発火する可能性があるんだ。

霊夢:
 そうなんだ。電子レンジは便利だけど、使い方によっては危険なんだね。覚えておくよ。

 卵をレンジで加熱したために重大な事故が発生した事例もあります。手軽に使用できる電子レンジですが、利用方法を間違えると危険ですので十分に気をつけたいですね。ふたりの解説をノーカットで楽しみたい方はぜひ動画をご視聴ください。

▼動画はこちらから視聴できます▼

【ゆっくり解説】なぜ温かくなるの?レンチンの仕組み~卵が爆発する理由~

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