核心概念
微波辐射
热量
化学极性
偶极旋转
引言
有没有想过微波炉是如何烹饪食物的？微波炉使用的是——你猜对了！——微波，一种高频电磁辐射。可以把它想象成无线电波，只不过波长短得多。关于微波，很酷的一点是：它们会被某些类型的物质吸收，而其他类型的物质则不会。在这个活动中，我们将尝试烹饪一些泡沫肥皂，以说明微波辐射如何影响不同类型的物质。
背景
肥皂是化学物质的巧妙组合，当你使用它时，它会产生一些非常酷的效果。肥皂分子同时具有极性和非极性部分。什么是极性？当一个分子具有两个或多个不同电荷的区域时，它就被描述为极性的。水分子就是一个完美的例子：它有一个由其氧原子的负电荷产生的负极，以及一个由其两个氢原子的正电荷产生的正极。* 通过具有极性和非极性部分，肥皂可以同时与水和污垢结合。这就是它成为如此有效的清洁剂的原因！
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微波炉的工作原理是使具有两个相反极的分子快速旋转。由于它们的极性，像水这样的分子会不断地与它们所受的磁场对齐。微波辐射产生一个振荡的磁场——这意味着该磁场不断改变其方向（正负电荷面向的方向）。这些变化使像水这样的极性分子开始旋转，因为它们试图跟上不断变化的电荷。当分子旋转时，它们会产生热量。这个过程被称为偶极旋转。（“偶极”仅仅意味着“具有两个极”）。
你有没有用微波炉烧开水，并发现自己想知道为什么微波炉里的空气不像传统烤箱里的空气那样变热？微波辐射导致水分子发疯，但空气本身不会被直接加热，因为它的分子不像构成水分子的那样具有极性。这有助于解释为什么你不能在微波炉中烤出酥脆的馅饼皮，* 但在传统烤箱中很容易将馅饼皮烤糊！极性还可以解释为什么许多塑料、玻璃和陶瓷被认为是“微波炉安全的”——这些物质中的分子极性不高，因此它们不会被磁场的移动所干扰。
材料
• 一块象牙牌肥皂
• 一块迪奥牌肥皂
• 两个纸盘
• 微波炉
准备工作
• 记下每块肥皂的重量，这应该写在包装上。
• 打开每块肥皂的包装。
• 将每块肥皂放在一个纸盘上，并记下哪个是哪个。
步骤
• 将象牙牌肥皂放入微波炉中加热两分钟，在整个过程中仔细观察。肥皂发生了什么变化？你认为这可能发生的原因是什么？
• 将放有肥皂的盘子从微波炉中取出。小心操作，因为它可能很烫。
• 将迪奥牌肥皂放入微波炉中加热两分钟，仔细观察。这种肥皂的反应与第一块肥皂不同吗？你认为这可能的原因是什么？
• 再次，取出加热后的盘子时要小心。
• 额外：在放入微波炉之前，称量每块肥皂的重量。哪个更重？如果一个比另一个重，你认为除了尺寸之外，造成这种差异的原因是什么？你认为这可能有助于解释我们在微波炉中“烹饪”肥皂条时看到的情况吗？ 观察和结果
与迪奥牌肥皂相比，象牙牌肥皂应该产生了大量的泡沫。象牙牌肥皂内部有数千个微小的气穴——这就是为什么它的重量应该更轻！这些气穴在受热时膨胀，产生了构成我们泡沫的肥皂泡。
但是，是什么导致空气首先变得如此热？正如我们所讨论的，微波炉在加热空气方面很糟糕。但是我们肥皂分子的一部分是极性的，因此微波辐射导致这些分子旋转并积累动能，从而产生热量。由此产生的热量从融化的肥皂传导到气穴，导致气穴膨胀并产生一些令人印象深刻的泡沫。
更多探索： 泡沫肥皂 ，来自Education.com
微波疯狂 ，来自Education.com
爆炸的棉花糖 ，来自Education.com
化学极性 ，来自维基百科
本活动由 Education.com 合作推出。*编者注（2013年5月30日）：这些句子在发布后经过编辑，以纠正或澄清原始内容。