19.09.2020      68      0
 

Микроволновая печь Перси Спенсера

Оглавление1 Преобразованный радиолокатор1.1 Микроволны против «Люфтваффе»1.1.1 Лампа из консервной банки1.1.1.1 Яичная бомба1.1.1.1.1 Долгий путь1.1.1.1.2 Жар…


Преобразованный радиолокатор

Микроволновая печь в наши дни стала уже довольно-таки привычным кухонным агрегатом. Даже если этой штуковины размером с небольшой телевизор нет у тебя дома, то ты наверняка видел ее на кухне у друзей или родственников. Или в небольшом кафе, где вчерашний пирожок или тарелку остывшего супа мигом превратят в продукт «с пылу, с жару». Интересно, что это вполне мирное устройство появилось на свет в результате чисто военных исследований и приходится родней… радиолокатору.

Микроволны против «Люфтваффе»

А дело было так. Шла Вторая мировая война, и немецкие бомбардировщики совершали разрушительные налеты на города Британии. Как заранее обнаружить приближающиеся самолеты врага, чтобы успеть объявить воздушную тревогу и подготовиться к отражению удара?

Английские инженеры нашли выход. Они придумали «ощупывать» небо потоком радиоволн особого рода — так называемых микроволн. Собственно говоря, от обычных радиоволн, на которых передаются радио и телевизионные сигналы, они отличались только более высокой частотой и одним важным свойством. Как свет от зеркала, микроволны отражаются от металлической поверхности.

Натолкнувшись в небе на корпус бомбардировщика, эти волны немедленно вернутся обратно, их отражение зафиксируют приборы, и изображение неприятельского самолета появится на экране. С помощью микроволн о приближающемся летательном аппарате можно узнать задолго до того, как его моторы заревут над головой, а из бомболюка посыпятся смертоносные снаряды. Ну а кроме того, ни темнота, ни облачность, ни туман — не помеха радиолокации — именно так называется этот способ обнаружения предметов на расстоянии.

Сердцем радиолокатора является устройство под названием магнетрон. Именно магнетрон вырабатывает, или, правильнее сказать, генерирует, те самые микроволны. Однако с магнетронами у англичан возникла серьезная загвоздка. На местных фабриках их делали слишком медленно, а силам противовоздушной обороны, сражавшимся с армадами гитлеровских бомбардировщиков, срочно требовались радиолокаторы. Много радиолокаторов.

Лампа из консервной банки

И тогда британцы обратились за помощью к заокеанским электронщикам. Заказ на магнетроны приняла американская фирма «Рэйтеон». Одним из ведущих инженеров этой компании был Перси Лебарон Спенсер — изобретатель-самородок.

Перси родился в 1894 году в штате Мэн, на северо-востоке США. Когда мальчику было всего полтора года, у него умер отец.

А вскоре мать оставила сынишку на воспитание дяде с тетей и исчезла в неизвестном направлении. Дядя заменил маленькому Спенсеру отца, но и сам вскоре отправился в мир иной. Мальчик, ставший уже дважды сиротой, так и не закончил школу. С ранних лет он отправился зарабатывать себе на жизнь тяжелым трудом — только так и можно было прокормиться в американской сельской глубинке. Перси научился рубить дрова, мотыжить землю, седлать лошадь, свежевать тушу оленя, работать на лесопилке…

При этом мальчишка как губка впитывал в себя множество знаний и навыков. У него не было возможности учиться по книгам, и он учился на собственном опыте и собственных ошибках.

Когда Перси исполнилось 16, он узнал, что расположенную по близасти бумагоделательную фабрику собираются электрифицировать? И хотя он не имел никаких познаний в области электричества Спенсер получил место в бригаде из трёх человек, которым предстояло установить оборудование на фабрике. Старание и природные способности сделали свое дело: Перси великолепно справился с заданием и стал опытным электриком.

Что ж, электрик — вполне достойное ремесло, и им можно было неплохо у зарабатывать себе на жизнь. Но Перси решил не останавливаться на достигнутом. Теперь он захотел стать корабельным радистом и отправился служить на флот. В военно-морской радиошколе, наконец-то дорвавшись до учебников, Спенсер проводил все ночные вахты за чтением.
Уволившись с военной службы Перси поступил на работу в прозводящую радиооборудование фирму «Уайлесс Спешэлти Эппэрэйтэс». Именно там он стал высококвалифицированным инженером и конструктором А в конце 20-х годов прошлого века, Перси перешел в молодую и быстро развивающуюся компанию «»Рэйтеон». Здесь по роду работы ему часто приходилось общаться с учеными-физиками из Массачусетского технологического института (МТИ) — знаменитого учебного заведения, из стен которого вышли многие деятели будущей компьютерной революции.

«Спенсер может сделать радиолампу из консервной банки из-под сардин, и она будет работать. Он лучший конструктор радиоламп в мире!»

— так отзывались о талантливом самоучке из сельской глубинки его коллеги — ученые из МТИ.

Яичная бомба

В компании «Рэйтеон» Спенсера и застала Вторая мировая война. Когда британцы прислали в «Рэйтеон» первые образцы «мэгги» (так в шутку называли магнетроны). Перси с энтузиазмом взялся за создание промышленной линии для их изготовления. Поначалу ему удалось довести производство приборов до 100 штук в день. Это был огромный прогресс по сравнению с достижениями британских электронщиков, у которых на изготовление одного магнетрона уходила неделя. Но Перси продолжил работу, и вскоре при помощи специально изобретенной печи с конвейером ему уже удавалось выпускать до 2600 «мэгги» в сутки!

Однажды Перси Спенсер зашел в лабораторию, в которой испытывались магнетроны, и вдруг обнаружил, что лежавший в кармане брюк шоколадный батончик начал быстро таять, будто под жаркими лучами солнца. Оказалось, что так действуют на шоколад микроволны. В общем-то, этот эффект замечали и другие сотрудники «Рэйтеона», но только Спенсер с его страстью к экспериментам решил продолжить изучение необычного свойства микроволн.

Пепси попросил молодого лаборанта сходить в соседний магазин и принести пакетик попкорна. Зерна кукурузы разложили вокруг магнетрона, а затем Спенсер включил прибор. Попкорн начал с треском ло-паться. Вскоре был поставлен новый эксперимент. В металлическую кастрюлю с отверстием в боку Перси положил сырое куриное яйцо. Кастрюлю поставили отверстием ко включенному магнетрону. Через несколько секунд внутри яйца что-то зашипело и затрещало, а потом раздался хлопок, и в тот же миг белок, желток и кусочки скорлупы разлетелись по всей лаборатории. Так началась эра микроволновой кухни.

Долгий путь

Итак, случай с шоколадкой натолкнул изобретателя на мысль о том, что с помощью микроволн можно разогревать продукты и готовить еду. Это была отличная идея. Ведь после окончания войны, когда спрос на военную технику резко упал, компании «Рэйтеон» надо было переключаться на мирную продукцию, иначе многие из 18 тысяч ее сотрудников могли остаться без работы.

В 1947 году компания выпустила в продажу свою первую микроволновую печь под маркой «Радар рэйндж». Она была размером с современный бытовой холодильник, потребляла огромное количество электроэнергии и стоила баснословных денег — что-то около 10000 долларов в пересчете на нынешние цены. Не удивительно, что покупателей на это чудо техники нашлось не так много.

Кроме того, не всем нравилась идея есть на обед нечто облученное какими-то непонятными волнами. Лишь 20 лет спустя, к середине 60-х годов, Спенсеру и его сотрудникам наконец-то удалось превратить микроволновую печь в компактный агрегат, который свободно умещается на кухонной полке и потребляет не слишком много энергии. Тогда-то печи СВЧ (сверхвысокой частоты), как их еще называют, начали завоевывать мир.

Жар изнутри

Так как же работает микроволновая печь, и в чем ее отличие от обычной газовой и электрической духовки?

Когда нам нужно зажарить в духовке мясо, мы зажигаем газ или включаем нагревательный элемент электропечи. Сначала в духовке раскаляется воздух, а уже от воздуха постепенно нагревается само мясо (вот почему духовку принято заранее прогревать). Кстати, передача тепла через воздух называется конвекцией.

Что же происходит дальше? А дальше от нагретой воздухом наружной части куска мяса жар постепенно распространяется вглубь (это уже называется теплопроводностью). При этом на мясе образуется поджаристая корочка — ведь от соприкосновения с горячим воздухом влага испаряется, и мясо становится сухим и хрустящим. Стоит чуть-чуть не угадать с температурой, включить духовку посильнее, и мясо снаружи обуглится, а внутри все еще будет непрожаренным — его внутренняя часть не успеет прогреться как следует.

В СВЧ-печи все совсем не так. Здесь мясо (или другое блюдо) само нагревается изнутри. Как это происходит? Уже знакомый нам магнетрон излучает микроволны. При помощи специальных приспособлений их направляют на продукт, который требуется нагреть. И в мясе, и в тесте, и в овощах, не говоря уже о каше или супе, обязательно есть вода.

Вода, как и все на земле состоит из микроскопических частиц — атомов, которые собраны в молекулы. Одна молекула воды сложена из одного атома кислорода и двух атомов водорода. И вот, оказывается, что у микроволн есть одно волшебное свойство: при прохождении через воду они заставляют ее молекулы с огромной скоростью вращаться. Вращаясь, эти молекулы трутся друг о друга, и от трения возникает тепло.

Почему взорвалось яйцо в лаборатории Перси Спенсера? Потому что вода, которая есть внутри желтка и белка, нагрелась, закипела, образовался горячий пар, и ему уже оказалось тесно внутри твердой скорлупы. Шмяк-к-к!

Еще раз заметь для себя, что во время приготовления в микроволновой печи тепло образуется внутри любого продукта — мяса, супа, каши, но никак не снаружи. Там, где нет воды, ничего не нагревается. И воздух в печке, и даже тарелка, на которой лежит подогреваемый продукт, сохраняют комнатную температуру. Так что зажарить мясо или испечь пирог с поджаристой корочкой в обычной микроволновке не получится.

Правда, в некоторых дорогих моделях СВЧ-печей дополнительно ставится электрический конвектор, который нагревает воздух. Конвектор отвечает за поджаристую корочку, а магнетрон доводит блюдо своими чудо-лучами до полной готовности.

Ну, и, наконец, последний вопрос. А не растает ли в считанные секунды, ну, например, мороженое или плитка шоколада, положенные рядом с работающей микроволновой печью? Не достанут ли и их невидимые лучи магнетрона. Нет. Корпус печки сделан из металла, а от металла микроволны, как ты помнишь, отражаются. Точно так же, как отражались они от стальных корпусов немецких бомбардировщиков, летевших бомбить Британию.

 

 

 


Об авторе: admin

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Электричество и автомобили

Электричество и автомобили

Оглавление1 Электрическая эпопея1.1 «Дьявольская повозка»1.1.1 Эх, прокачу! Электрическая эпопея Столетие...

Как летают самолёты в небе. Окончание

Как летают самолёты в небе. Окончание

Оглавление1 Полна коробочка!1.1 Покатились с горки1.1.1 Куда приводят приводы?1.1.1.1 Красно-белый финиш Полна...

Открытия пятидесятых годов двадцатого века

Открытия пятидесятых годов двадцатого века

Оглавление1 Искусственное сердце и и электронное цветное телевидение1.1 Происхождение лунной...

Напишите мне