전자레인지는 불이나 열선 없이도 음식물 내부를 빠르고 효율적으로 데울 수 있습니다. 마이크로파가 음식 속에 존재하는 물 분자에 미치는 영향과 열 발생 원리는 무엇인가요?

Question

전자레인지는 불이나 열선 없이도 음식물 내부를 빠르고 효율적으로 데울 수 있습니다. 마이크로파가 음식 속에 존재하는 물 분자에 미치는 영향과 열 발생 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

전자레인지는 마이크로파를 이용해 음식 속 물 분자를 강제로 회전시켜 가열하는 원리로 열을 발생시킵니다. 음식물에 포함된 물 분자는 산소 원자가 (-), 수소 원자가 (+) 전하를 띠는 대표적인 극성 분자입니다. 평소에는 물 분자들이 무작위 방향으로 배열되어 있지만, 외부에서 전기장이 가해지면 (+)극과 (-)극의 끌림에 따라 전기장의 방향대로 정렬하려는 성질이 있습니다.

마이크로파가 음식물을 통과할 때, 전기장의 방향이 초당 24억 5천만 번 방향이 바뀌는데, 물 분자 역시 이 속도에 맞추어 제자리에서 초당 24억 5천만 번씩 방향을 바꾸며 바쁘게 회전합니다. 극도로 빠르게 회전하는 물 분자들이 주변의 다른 물 분자, 영양소 분자들과 충돌하며 강한 마찰을 일으키고, 이 운동 에너지가 곧 열에너지로 바뀌며 음식이 데워집니다. 단, 마이크로파는 수소 결합으로 물 분자가 고정된 얼음 상태나, 수분이 전혀 없는 건조한 그릇에는 잘 작용하지 않습니다. 자유롭게 움직일 수 있는 액체 상태의 물 분자가 존재할 때 가장 높은 효율로 열을 만들어냅니다.