In the electromagnetic spectrum, mi

In the electromagnetic spectrum, microwaves having a frequency in the range of 0.3–300 GHz lay between infrared and radio waves (Menéndez et al., 2009, Meredith, 1998 and Zlotorzynski, 1995). Microwaves are widely used in communication, remote sensing, navigation, food processing, and electron paramagnetic resonance spectroscopy, but in everyday life, their well-established use is for commercial and domestic heating. Besides, in the last couple of decades, conventional laboratory heating is being gradually replaced by microwave heating. The advantages that attracted the attention of chemists to microwave heating are; higher heating rates in less times, no direct contact between the reactants and energy source, and clean, selective and remote heating of the reactants in the desired atmosphere. In addition, non-thermal applications of microwaves include measuring the dielectric properties of a large variety of substances such as rubber, wood, paper, glass, synthetic polymers, and agricultural materials (Menéndez et al., 2009). Fundamental theories, database of dielectric properties of the substances and applications of microwaves have been adequately summarized in several books (Adam, 1969, Baden, 1990 and Reich, 1953) and reviews (Caddick and Fitzmaurice, 2009, Horikoshi and Serpone, 2009 and MacKenzie et al., 2009). Widespread use of microwaves gave birth to the continuing public and scientific discussions about the possible health hazards because of the interaction of electromagnetic radiations and tissues, which have also appeared in the literature in the near past (Jauchem, 2008).

Microwave energy can be transformed into heat when a dielectric substance, having permanent or induced dipoles, is exposed to microwave radiation of a certain band of frequency. The literature reveals that microwave heating occurs by two mechanisms, which are dipolar polarization, and ionic conduction whereas another called interfacial polarization is a combination of the two (Kingston and Jassie, 1998, Mingos and Baghurst, 1991 and Taylor et al., 2005). Dipolar polarization is by which heat is produced in polar molecules like water. Dipoles align themselves by rotating with the electric field associated with waves. To achieve the thermal effect the frequency of microwave is so adjusted that in an alternating electric field, the phase difference between rotating the dipoles and orienting the field causes molecular friction and collisions that give rise to dielectric heating (Gabriel et al., 1998 and Kappe, 2005). In conduction, dissolved charged particles (ions) in a sample oscillate back and forth under the influencing electric force of microwaves creating an electric current. This current faces internal resistance because of collisions of charged species with neighboring molecules or atoms, which cause materials to heat up (Metaxas, 1996 and Ponne, 1996). The conduction principal has much stronger effect in comparison to dipolar polarization for heat producing capacity (Keiko, 2003). The interfacial polarization is a combination of conduction and dipolar polarization. It is important for such a heating system that includes a conducting material scattered in a non-conducting medium like dispersion of metal particles in sulfur.

Most of the general literature indicates that water containing ions is more efficiently heated by microwaves in comparison to pure (deionized) water (Gabriel et al., 1998) but one report (Metaxas, 1996) points out that microwaves of different frequency regions are needed to create oscillation in ions and rotation in polar molecules. Thus, microwaves of certain frequency band cannot produce heat simultaneously by both mechanisms. There are some reports that indicate less heating in the case of the presence of ions in water. Ponne (1996) developed microwave penetration profiles, calculated by Quasi-optical method, in pure water and 4% NaCl solution and found that microwave penetration depth significantly decreased in NaCl solution. Keiko (2003) studied the effect of concentration of sodium chloride on the heating efficiency of microwave and found that the solution was not efficiently heated in the microwave oven. Hasted (1973) found that at higher salt concentrations, the ions orient the water molecules around them, which lessen the ability of water molecules to adjust in the applied electric field, reducing the dielectric constant and thus, less heat is produced.

The present work has been carried out for in-depth study of the role of ions in dielectric heating. Aqueous solutions with ions having different charge, size, and nature were heated in a modified oven producing microwaves of 2.45 GHz at 900 W. For comparison, urea and sugar solutions were also subjected to investigation under similar conditions. The results can be helpful in better understanding the role of ions and their concentrations in microwave heating in domestic ovens.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ไมโครเวฟมีความถี่ในช่วง 0.3 – 300 GHz วางอินฟราเรดและคลื่นวิทยุ (Menéndez et al. ปี 2009, Meredith, 1998 และ Zlotorzynski, 1995) ไมโครเวฟที่ใช้ในการสื่อสาร แชมพู นำทาง อาหาร และอิเล็กตรอนสั่นพ้อง paramagnetic ก แต่ในชีวิตประจำวัน การใช้ดีขึ้นเป็นความร้อนเชิงพาณิชย์ และภายในประเทศ นอก ในสองทศวรรษที่ผ่านมา ปฏิบัติปกติความร้อนจะค่อย ๆ ขึ้นมาแทนที่ โดยไมโครเวฟที่ความร้อน มีข้อดีที่ดึงดูดความสนใจของนักเคมีกับไมโครเวฟความร้อน ความร้อนราคาในเวลาน้อย ติดต่อโดยตรงระหว่าง reactants และแหล่งพลังงาน สูง ใช้ และสะอาดไกล reactants ในบรรยากาศคุณต้องการให้ความร้อน นอกจากนี้ ไมโครเวฟใช้ความร้อนไม่รวมวัดคุณสมบัติการเป็นฉนวนของความหลากหลายของสารเช่นยาง ไม้ กระดาษ แก้ว โพลิเมอร์สังเคราะห์ และวัสดุการเกษตร (Menéndez et al., 2009) ทฤษฎีพื้นฐาน ฐานข้อมูลคุณสมบัติของสารที่เป็นฉนวนและใช้ไมโครเวฟได้เพียงพอสรุปแล้วในสมุดบัญชีหลายเล่ม (Adam, 1969 สืบ 1990 และ Reich, 1953) และรีวิว (Caddick และ Fitzmaurice ปี 2009 โฮะริโคะชิ และ Serpone, 2009 และแมค et al., 2009) ใช้อย่างแพร่หลายของไมโครเวฟให้กำเนิดการสนทนาต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์ และสาธารณะเกี่ยวกับอันตรายสุขภาพได้เนื่องจากการโต้ตอบของแม่เหล็กไฟฟ้า radiations และเนื้อเยื่อ ซึ่งได้ยังปรากฏในวรรณคดีในอดีตใกล้ (Jauchem, 2008)พลังงานไมโครเวฟสามารถถูกเปลี่ยนเป็นความร้อนเมื่อสัมผัสสารที่เป็นฉนวน มีถาวร หรือเหนี่ยวนำให้ dipoles กับไมโครเวฟรังสีของแถบความถี่ วรรณกรรมพบว่า ไมโครเวฟที่ความร้อนที่เกิดขึ้น โดยกลไก 2 ซึ่งมีโพลาไรซ์ dipolar และ ionic นำในขณะที่อีกเรียกว่าโพลาไรซ์ interfacial ทั้งสอง (คิงส์ตัน และ Jassie, 1998, Mingos และ Baghurst, 1991 และ Taylor et al., 2005) โพลาไรซ์ dipolar ได้ ด้วยความร้อนที่ผลิตขึ้นในขั้วโมเลกุลเช่นน้ำ Dipoles จัดตำแหน่งตัวเอง ด้วยการหมุนด้วยสนามไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับคลื่น เพื่อให้บรรลุผลความร้อน ความถี่ของไมโครเวฟมีดังนั้นการปรับเปลี่ยนที่ในเขตไฟฟ้าสลับ ผลต่างเฟสระหว่าง dipoles หมุน และ orienting ฟิลด์ทำให้แรงเสียดทานระดับโมเลกุลและตามที่ทาง dielectric ร้อน (Gabriel และ al., 1998 และ Kappe, 2005) ในนำ ละลาย charged อนุภาค (ประจุ) ในตัวอย่าง oscillate กลับมาภายใต้แรงไมโครเวฟที่สร้างกระแสไฟฟ้าการไฟฟ้ามีอิทธิพลต่อการ ปัจจุบันนี้ใบหน้าต้านทานภายในเนื่องจากตามพันธุ์คิดค่าธรรมเนียมกับโมเลกุลหรืออะตอม วัสดุกันความร้อน (Metaxas, 1996 และ Ponne, 1996) ทำให้ ใกล้เคียง นำหลักมีผลมากแข็งแกร่ง โดย dipolar โพลาไรซ์สำหรับความร้อนที่ผลิต (เคโกะ 2003) โพลาไรซ์ interfacial นำและ dipolar โพลาไรซ์ได้ มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเช่นระบบทำความร้อนที่วัสดุทำที่กระจายอยู่ในสื่อไม่ทำเช่นการกระจายตัวของอนุภาคโลหะในกำมะถันวรรณคดีทั่วไปส่วนใหญ่บ่งชี้ว่า น้ำที่ประกอบด้วยประจุได้อย่างมีประสิทธิภาพได้เร่าร้อน ด้วยไมโครเวฟโดยน้ำบริสุทธิ์ (deionized) (Gabriel และ al., 1998) แต่รายงานหนึ่ง (Metaxas, 1996) ชี้ให้เห็นว่า ไมโครเวฟความถี่แตกต่างภูมิภาคจำเป็นต้องสร้างสั่นกันและหมุนในโมเลกุลที่มีขั้ว ดัง ไมโครเวฟบางความถี่ไม่สามารถผลิตความร้อนพร้อมกัน โดยกลไกทั้งสอง มีบางรายงานที่ระบุน้อยความร้อนในกรณีที่ของประจุในน้ำ Ponne (1996) พัฒนาไมโครเวฟเจาะโพรไฟล์ตามวิธีกึ่งแสง ในบริสุทธิ์น้ำและ 4% NaCl โซลูชัน และพบว่า ไมโครเวฟเจาะลึกอย่างมีนัยสำคัญลดลงในโซลูชัน NaCl เคโกะ (2003) ศึกษาผลของความเข้มข้นของโซเดียมคลอไรด์ในประสิทธิภาพความร้อนของไมโครเวฟ และพบว่า โซลูชันไม่มีประสิทธิภาพอุ่นในไมโครเวฟ Hasted (1973) พบว่าที่ความเข้มข้นเกลือสูง โอเรียนท์ประจุที่สร้างโมเลกุลของน้ำทั่วไป ซึ่งลดความสามารถของโมเลกุลน้ำจะปรับปรุงในการใช้สนามไฟฟ้า ลดค่าคงของ dielectric และดัง ความร้อนน้อยกว่างานนำเสนอการดำเนินการศึกษาเชิงลึกของบทบาทของประจุใน dielectric ร้อน โซลูชั่นอควี มีประจุที่มีค่าแตกต่างกัน ขนาด และธรรมชาติถูกอุ่นในเตาอบที่ปรับเปลี่ยนการผลิตไมโครเวฟของ 2.45 GHz 900 ปริมาณ สำหรับการเปรียบเทียบ urea และน้ำตาลถูกยังต้องตรวจสอบภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายกัน ผลลัพธ์ได้ประโยชน์ดีเข้าใจบทบาทของประจุและความเข้มข้นของพวกเขาในไมโครเวฟความร้อนในเตาอบภายในประเทศ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า, ไมโครเวฟมีความถี่ในช่วง 0.3-300 GHz วางระหว่างคลื่นอินฟราเรดและวิทยุ (Menéndez et al., 2009, เมเรดิ ธ ปี 1998 และ Zlotorzynski, 1995) ไมโครเวฟที่ใช้ในการสื่อสารระยะไกลนำทาง, การแปรรูปอาหารและสเปกโทรสโกด้วยคลื่นอิเล็กตรอน paramagnetic แต่ในชีวิตประจำวันการใช้งานที่ดีขึ้นของพวกเขาคือเพื่อให้ความร้อนในเชิงพาณิชย์และในประเทศ นอกจากนี้ในคู่สุดท้ายของทศวรรษที่ผ่านมาความร้อนในห้องปฏิบัติการทั่วไปจะถูกแทนที่โดยค่อยๆร้อนจากไมโครเวฟ ข้อได้เปรียบที่ดึงดูดความสนใจของนักเคมีความร้อนไมโครเวฟคือ อัตราความร้อนที่สูงขึ้นในเวลาที่น้อยลงไม่มีการติดต่อโดยตรงระหว่างสารตั้งต้นและแหล่งพลังงานสะอาดและความร้อนเลือกและห่างไกลจากสารตั้งต้นในบรรยากาศที่ต้องการ นอกจากนี้การใช้งานที่ไม่ใช่ความร้อนของไมโครเวฟรวมถึงการวัดคุณสมบัติเป็นฉนวนของความหลากหลายของสารเช่นยางไม้กระดาษ, แก้ว, โพลิเมอร์สังเคราะห์และวัสดุการเกษตร (Menéndez et al., 2009) ทฤษฎีพื้นฐานฐานข้อมูลของคุณสมบัติเป็นฉนวนของสารและการประยุกต์ใช้ไมโครเวฟได้รับการสรุปอย่างเพียงพอในหนังสือหลายเล่ม (อดัม, 1969, Baden, 1990 และรีค 1953) และความคิดเห็น (Caddick และ Fitzmaurice 2009 Horikoshi และ Serpone, 2009 และแม็คเคนซี่ et al., 2009) ใช้อย่างแพร่หลายของไมโครเวฟให้เกิดการอภิปรายอย่างต่อเนื่องของประชาชนและทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับอันตรายต่อสุขภาพไปได้เพราะการทำงานร่วมกันของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและเนื้อเยื่อซึ่งก็ยังคงปรากฏในวรรณคดีในอดีตใกล้ (Jauchem 2008). พลังงานไมโครเวฟสามารถเปลี่ยน เป็นความร้อนเมื่อมีสารอิเล็กทริกที่มีไดโพลแบบถาวรหรือเกิดการสัมผัสกับรังสีไมโครเวฟของวงดนตรีหนึ่งของความถี่ วรรณกรรมพบว่าความร้อนจากไมโครเวฟเกิดขึ้นโดยสองกลไกที่มีโพลาไรซ์ dipolar และการนำไอออนิกในขณะที่โพลาไรซ์ interfacial เรียกอีกคือการรวมกันของทั้งสอง (คิงส์ตันและ Jassie 1998 Mingos และ Baghurst 1991 และเทย์เลอร์ et al., 2005) . โพลาไรซ์เป็น dipolar โดยที่ความร้อนที่ผลิตในโมเลกุลมีขั้วเหมือนน้ำ ไดโพลปรับตัวโดยการหมุนด้วยสนามไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับคลื่น เพื่อให้บรรลุผลความร้อนความถี่ของไมโครเวฟจะมีการปรับเพื่อที่ว่าในสนามไฟฟ้าสลับ, ความแตกต่างของเฟสระหว่างการหมุนไดโพลและทิศทางสนามทำให้เกิดแรงเสียดทานโมเลกุลและการชนที่ก่อให้เกิดความร้อนอิเล็กทริก (กาเบรียล, et al., 1998 และ Kappe 2005) ในการนำอนุภาคมีประจุที่ละลายในน้ำ (ไอออน) ในตัวอย่างแกว่งไปมาภายใต้อิทธิพลต่อแรงไฟฟ้าไมโครเวฟการสร้างกระแสไฟฟ้า ปัจจุบันนี้ใบหน้าต้านทานภายในเพราะการชนกันของสายพันธุ์ที่เรียกเก็บเงินกับโมเลกุลที่อยู่ใกล้เคียงหรืออะตอมวัสดุที่ทำให้เกิดความร้อนขึ้น (Metaxas, 1996 และ Ponne, 1996) การนำหลักมีผลกระทบต่อความเข้มแข็งมากขึ้นในการเปรียบเทียบกับโพลาไรซ์ dipolar สำหรับความจุในการผลิตความร้อน (เคอิโกะ, 2003) โพลาไรซ์ interfacial คือการรวมกันของสื่อและโพลาไรซ์ dipolar มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเช่นระบบทำความร้อนที่มีวัสดุการดำเนินการกระจายอยู่ในสื่อที่ไม่ใช่การดำเนินการเช่นการกระจายตัวของอนุภาคโลหะกำมะถัน. ส่วนใหญ่ของวรรณกรรมทั่วไปแสดงให้เห็นว่าน้ำที่มีไอออนความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไมโครเวฟในการเปรียบเทียบกับบริสุทธิ์ (ปราศจากไอออน ) น้ำ (กาเบรียล et al., 1998) แต่รายงาน (Metaxas, 1996) ชี้ให้เห็นว่าในภูมิภาคไมโครเวฟความถี่ที่แตกต่างกันมีความจำเป็นในการสร้างความผันผวนในไอออนและการหมุนในโมเลกุลขั้วโลก ดังนั้นไมโครเวฟวงความถี่บางอย่างไม่สามารถผลิตความร้อนไปพร้อม ๆ กันโดยกลไกทั้งสอง มีรายงานบางอย่างที่บ่งบอกถึงความร้อนน้อยกว่าในกรณีที่มีการปรากฏตัวของไอออนในน้ำที่มี Ponne (1996) การพัฒนารูปแบบการเจาะเครื่องไมโครเวฟ, คำนวณโดยวิธีเสมือนแสงในน้ำบริสุทธิ์และ 4% วิธีการแก้ปัญหาโซเดียมคลอไรด์และพบว่าเจาะลึกไมโครเวฟลดลงในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ เคอิโกะ (2003) ศึกษาผลของความเข้มข้นของโซเดียมคลอไรด์ที่มีต่อประสิทธิภาพความร้อนของเตาไมโครเวฟและพบว่าการแก้ปัญหาที่ไม่ได้รับความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพในเตาอบไมโครเวฟ รีบ (1973) พบว่าที่ความเข้มข้นของเกลือสูงกว่าไอออนปรับทิศทางโมเลกุลน้ำที่อยู่รอบพวกเขาซึ่งช่วยลดความสามารถของโมเลกุลของน้ำที่จะปรับในสนามไฟฟ้าที่ใช้ลดอิเล็กทริกคงที่และทำให้ความร้อนน้อยลงจะผลิต. การทำงานในปัจจุบัน ได้รับการดำเนินการสำหรับการศึกษาในเชิงลึกของบทบาทของไอออนในการทำความร้อนอิเล็กทริก สารละลายที่มีไอออนที่มีค่าใช้จ่ายที่แตกต่างกันขนาดและลักษณะถูกความร้อนในเตาอบไมโครเวฟการผลิตที่ปรับเปลี่ยน 2.45 GHz ที่ 900 ดับบลิวสำหรับการเปรียบเทียบยูเรียและการแก้ปัญหาน้ำตาลได้ภายใต้การตรวจสอบยังอยู่ภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายกัน ผลจะเป็นประโยชน์ในการทำความเข้าใจที่ดีขึ้นบทบาทของไอออนและความเข้มข้นของพวกเขาในการทำความร้อนเตาอบไมโครเวฟในประเทศ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า , ไมโครเวฟ ที่มีความถี่ในช่วง 0.3 – 300 GHz วางระหว่างอินฟราเรด และคลื่นวิทยุ ( ชาย ) ndez et al . , 2009 , เมเรดิธ ปี 1998 และ zlotorzynski , 1995 ) ไมโครเวฟที่ใช้ในการสื่อสาร การรับรู้จากระยะไกล , นำทาง , อาหารแปรรูป และอิเล็กตรอนพาราแมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโกปี แต่ในชีวิตประจําวันใช้เป็นที่สำหรับความร้อนเชิงพาณิชย์และในประเทศ นอกจากนี้ ในคู่สุดท้ายของทศวรรษ ความร้อนในห้องปฏิบัติการปกติคือการค่อยๆถูกแทนที่ด้วยความร้อนจากไมโครเวฟ ข้อดีที่ดึงดูดความสนใจของนักเคมี ไมโครเวฟ ความร้อน คือ ความร้อนสูงในอัตราน้อยครั้ง ไม่มีการติดต่อโดยตรงระหว่างสารตั้งต้น และ แหล่ง พลังงาน และความสะอาดโดยระยะไกลความร้อนของก๊าซในบรรยากาศที่ต้องการ . นอกจากนี้ การไม่มีความร้อนของไมโครเวฟ รวมถึงการวัดสมบัติไดอิเล็กทริกของหลากหลายของสารเคมี เช่น ยาง ไม้ กระดาษ แก้ว พอลิเมอร์สังเคราะห์และวัสดุการเกษตร ( ชาย ) ndez et al . , 2009 ) ทฤษฎีพื้นฐานฐานข้อมูลสมบัติของไดอิเล็กทริกของสารเคมีและการประยุกต์ใช้ไมโครเวฟมีเพียงพอสรุปในหนังสือหลายเล่ม ( อดัม , 1969 , Baden , 1990 และเยอรมัน , 1953 ) และความคิดเห็น ( caddick ฟิตส์มอริสและ 2009 และเรสในปริมาณ serpone 2009 และแม็คเคนซี่ et al . , 2009 )ฉาวใช้ไมโครเวฟให้กำเนิดต่อสาธารณะและวิทยาศาสตร์การอภิปรายเกี่ยวกับอันตรายสุขภาพที่เป็นไปได้เพราะปฏิสัมพันธ์ของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า และเนื้อเยื่อ ซึ่งยังปรากฏอยู่ในวรรณกรรมในใกล้อดีต ( jauchem , 2008 ) .

พลังงานไมโครเวฟสามารถเปลี่ยนเป็นสารไดอิเล็กตริกความร้อนเมื่อมีการถาวรหรือคู่อิเลคตรอน ,สัมผัสกับไมโครเวฟ รังสีของกลุ่มหนึ่งของความถี่ วรรณกรรมพบว่า ไมโครเวฟ ความร้อนเกิดขึ้น โดย 2 กลไก ซึ่ง dipolar โพลาไรเซชัน และนำส่วนอื่นเรียกว่าไอออน ( โพลาไรเซชันคือการรวมกันของทั้งสอง ( คิงสตัน และแจสซี่ , 1998 , และ mingos baghurst 2534 และ Taylor et al . , 2005 )dipolar โพลาไรเซชัน โดยความร้อนที่ผลิตในโมเลกุลมีขั้ว เช่น น้ำ คู่อิเลคตรอนจัดเอง โดยหมุนกับสนามไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับคลื่น เพื่อให้บรรลุความร้อนมีผลต่อความถี่ของไมโครเวฟเพื่อปรับสลับที่ในสนามไฟฟ้าระยะความแตกต่างระหว่างหมุนคู่อิเลคตรอนและ orienting สนามทำให้แรงเสียดทานและชนกับโมเลกุลที่ก่อให้เกิดความร้อนฉนวน ( Gabriel et al . , 1998 และ kappe , 2005 ) ในการนําละลายประจุ ( ไอออน ) ในตัวอย่างที่โบกไปมาภายใต้การบังคับไฟฟ้าของไมโครเวฟการสร้างกระแสไฟฟ้าปัจจุบันใบหน้าความต้านทานภายในเพราะการชนกันของโมเลกุลหรืออะตอมที่มีประจุชนิดที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งก่อให้เกิดวัสดุที่ความร้อนขึ้น ( metaxas , 1996 และ ponne , 1996 ) ผ่านหลักมีผลแข็งแกร่งมากเมื่อเทียบกับ dipolar โพลาไรซ์เพื่อผลิตความร้อนความจุ ( เคโกะ , 2003 )โพลาไรซ์ ( คือการรวมกันของการโพลาไรเซชัน และ dipolar . มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเช่นระบบความร้อนที่มีการกระจายในวัสดุไม่ดำเนินการ เช่น การกระจายของอนุภาคโลหะขนาดกลางในซัลเฟอร์ .