전자레인지

요약 전자기파를 이용하여 식품을 가열하는 조리 기구.

전자레인지

전자레인지는 빠른 속도로 전기장의 방향을 바꾸기 위해 마그네트론을 사용하여 1초에 무려 24억5천만번이나 전기장의 방향이 바뀌는 전자기파로 식품을 가열한다. 전기장의 방향이 1초에 10억 번에서 300억 번까지 바뀌는 전자기파를 마이크로파(극초단파)라고 부르는데, 마이크로파는 통신이나 텔레비전 방송 등에 이용된다. 통신에 이용되는 전자기파와의 간섭을 피하기 위해서 전자레인지에서는 정해진 진동수의 마이크로파만 사용하도록 하고 있다.

음식물은 대부분 물로 구성되어 있다. 전자레인지는 음식물에 포함되어 있는 물의 특이한 성질을 이용하여 음식을 익힌다. 특이한 성질이란 물 분자가 극성을 띠고 있다는 것이다. 즉 수소이온 쪽은 상대적으로 양전하를, 산소이온 쪽은 음전하를 띤다. 이들 각각의 물 분자들은 평소에는 무질서하게 배열되어 있다. 그러나 여기에 마그네트론에서 발생하는 극초단파를 이용하여 전기장을 걸어주면 양전하를 띤 부분은 음극을 향하고, 음전하를 띤 부분은 양극을 향해 정렬하게 된다.

이때 전기장의 방향이 바뀌면 앞서 정렬돼 있던 물 분자들은 전기장의 방향에 따라 회전하여 재정렬한다. 이것은 나침반 주위에 자석을 가까이 가져가면 나침반의 바늘이 회전하는 것과 같은 이치이다. 나침반에서는 자기력이 바늘을 회전하도록 만들고 음식물에서는 전기력이 물 분자들을 회전하도록 만든다. 이처럼 물 분자들이 재정렬하는 과정에서 분자간의 충돌이 일어나며 충돌된 분자는 운동에너지를 얻어 운동을 하게 되어 열이 발생된다.

전자레인지에서 가열이란 온도를 높이는 것이고 온도란 분자들이 얼마나 활발하게 움직이고 있는 지의 정도를 나타낸 것이다. 따라서 물질의 온도를 높이려면 분자들이 활발하게 운동하도록 해주면 된다. 마그네트론에서 발생하는 극초단파가 전기장의 방향을 빠른 속도로 바꾸어 주면 물 분자도 빠른 속도로 회전 운동하게 되고, 이 운동 속도는 주위의 또 다른 물 분자와 충돌하는 식으로 물 분자의 운동에너지가 주위의 물 분자로 전달된다. 이렇게 하여 음식물이 빠른 속도로 가열되는데, 이것이 전자레인지의 작동 원리이다.

음식물은 일반적으로 열전도도가 낮아서 단시간 내에 중심까지 가열하려면 표면과 중심 사이의 온도차이를 크게 해주어야 한다. 이 때문에 표면은 가열되어 타기 쉬우며 영양분을 잃게 된다. 그러나 전자레인지는 열전도 및 열복사 등을 이용한 외부 가열방식의 조리기구와는 달리 음식물의 내부에서 발열하므로 표면이 타는 일이 없으며 열효율이 높고 조리시간이 단축되며 비타민이 적게 파괴되는 장점이 있다.