マイクロ波オーブン（電子レンジ，500W程度）を使うと，水は
約１分間で沸騰する。これは紅茶やコーヒーを飲むときである。
それでは，凍っている「氷」 は，このマイクロ波オーブンでは
融けるだろうか？ アイス氷のようにおいしく振る舞う？

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　注意：実験をする場合は，装置が高電圧であるため，オーブンにアース（接地）を
　　　　取付け，近くに人や物を近づけない。安全に十分注意が必要で，分らないときは
　　　　　　実験を行わないこと！（大学理工学部の安全設備と教育が必要）
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Answer:

　水と氷は不思議であり，氷点を境にして両者は性質が大きく
異なる。はじめに答えを言うと，摂氏0度以上では電場により
加熱される。しかし, 摂氏0度未満で氷はほとんど解凍しない。
氷は綺麗に6員環（6個の水分子で氷を構成）の結晶で凍っていて，
crystal ice である！

　これは世界初めての研究であり，アメリカ物理学会の雑誌
Journal of Chemical Physics (Tanaka and Sato, 2007, USA，
下記を参照) で，論文として注目された。

　例えば摂氏-20度では, 1 degに対して1/100倍程度で電場に
反応して温度が上がる。つまり10分位で-0 Cになる。
そして絶対温度273度（摂氏-0度）において, 相転移により
数10分間待てば氷点で氷は溶ける。後者はマイクロ波効果と
異なり, ゆっくりとした現象である。

　摂氏0度以上では，マイクロ波オーブンの電場で水とよく反応
して加熱される。なお，実験的には，摂氏0度においてマイクロ波の
加熱効果は極大である。温度が上がるにつれて，相互作用は弱く
なり，時間当たりの温度の増加率は小さくなる。お湯が沸騰する
摂氏100度の手前では，マイクロ波の効果は弱い。

　　計算機シミュレーションで物理学を研究する　
　　　マイクロ波オーブンで氷は溶けるだろうか？ （大学工学部紀要）


English

　　Microwave heating of water, ice and saline solution:
　　Molecular dynamics simulation, J.Chem.Phys., 126, 034509 (2007).
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　　　　Molecular dynamics simulations of ice and methane hydrate
　　 by means of the rotation coordinate TIP5P-Ewald model (2024)
　　　 arXiv.org: 2311.01182v8



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