Probabil că folosiți un cuptor cu microunde aproape în fiecare zi din viața dumneavoastră, dar este posibil să nu vă dați seama cum funcționează unul. Mulți se tem că acestea vă pot da cancer sau vă pot face rău în alte moduri, dar de ce să nu vă acordați puțin timp pentru a învăța știința pentru a realiza că nu așa funcționează microundele.
Microundele, undele, sunt de fapt o formă de energie care este folosită în microunde, aparatul, pentru a vă încălzi mâncarea. Din punct de vedere al lungimii de undă și al frecvenței, microundele se încadrează între radiațiile infraroșii și undele radio. În cazul în care această formă de referință nu vă spune nimic, un cuptor cu microunde are aproximativ 12 centimetri de la creastă la creastă sau 10^-2 metri. Această lungime de undă este ușor absorbită de majoritatea alimentelor, în special de moleculele de apă, ceea ce face ca alimentele să se încălzească. Vom intra în detalii în curând, dar să trecem la cea mai importantă întrebare: microundele îți dau cancer?
În ciuda a ceea ce ți-ar fi putut spune bunica ta, particulele care alcătuiesc un cuptor cu microunde, fotonii, nu posedă suficientă energie pentru a provoca cancer. Undele similare, dar mai puternice, cum ar fi ultravioletele și razele X, posedă mai multă energie per foton și pot provoca cancer.
Acum că am înțeles ce este mai exact un cuptor cu microunde, cum funcționează cuptoarele cu microunde în sine? Magnetronul este tehnologia de bază a cuptoarelor cu microunde. Nu, nu este numele unui robot care se transformă, ci mai degrabă este, în esență, un motor de înaltă tensiune pentru crearea de microunde. Un transformator electric transformă 120 de volți de curent alternativ de la o priză de perete în 4000 de volți sau mai mult pentru a alimenta magnetronul. Această tensiune ridicată încălzește un filament aflat în centrul magnetronului, determinându-l să elibereze excesul de energie sub formă de electroni. În mod normal, acești electroni ar trebui să zboare spre exterior, de la catod (filament) la anod (bornele pozitive), dar un magnet circular îi îndoaie înapoi spre filament. Această îndoire din partea magnetului solid face ca electronii să zboare într-un fel de buclă.
La o scară mai mare, pe măsură ce acești electroni sunt trimiși afară din filament și zboară în buclă, se creează microunde. În esență, electronii în buclă zboară continuu pe lângă terminalele anodice. În momentul în care un electron zboară pe lângă o deschidere între anozi, acesta creează o microunde. Gândiți-vă că este ca și cum ați sufla peste capătul deschis al unei sticle.
Înțelegerea modului în care un cuptor cu microunde sau, mai exact, un magnetron, creează microunde este esențială, dar cum încălzesc apoi aceste unde buzunarele voastre fierbinți? Ei bine, microundele sunt transmise de la magnetron prin intermediul unei antene. Microundele ricoșează apoi în interiorul carcasei metalice a cuptorului cu microunde în diferite modele. Aceste unde sunt apoi absorbite cu ușurință de moleculele de apă din alimente. Moleculele absorb unda, ceea ce face ca acestea să înceapă să vibreze, transformând energia în căldură. Alimentele care au un conținut scăzut de apă nu sunt în mod normal afectate de microunde. Acesta este, de asemenea, principiul de bază din spatele materialelor sigure pentru microunde.
Descoperind mai adânc de ce absorbția microundei de către moleculele de apă face ca alimentele să se încălzească, trebuie să ne uităm la câmpurile electrice. Moleculele de apă, la fel ca magneții, sunt încărcate pozitiv pe o parte și negativ pe cealaltă. Microundele sunt, de asemenea, pozitive la creasta lor superioară și negative la creasta inferioară. Atunci când un cuptor cu microunde lovește o moleculă de apă, molecula încearcă să se alinieze cu câmpul undei. Deoarece microundele sunt, de fapt, unde, câmpurile lor pozitive și negative sunt în continuă mișcare, de -2,5 miliarde de ori pe secundă în cazul microundei. Acest lucru, combinat cu faptul că molecula de apă încearcă să se alinieze cu câmpurile în schimbare, înseamnă vibrație. Vibrația înseamnă frecare, iar frecare înseamnă căldură.
Așa că știm ce sunt microundele și știm cum încălzesc alimentele, dar de ce încălzesc alimentele atât de repede și de ce există adesea puncte reci în alimentele noastre?
Microundele încălzesc alimentele atât de repede pentru că gătesc toate părțile alimentelor în același timp. O tigaie gătește alimentele doar prin conducție, în cazul în care alimentele sunt în contact cu tigaia. Deoarece microundele trec prin fiecare aspect al alimentelor care sunt gătite, acestea pot fi încălzite atât în interior, cât și în exterior simultan. Dar, acest lucru înseamnă, de asemenea, că pot exista puncte reci din cauza naturii undelor.
Puncturile reci din alimentele gătite la microunde sunt cauzate atunci când microundele se anulează reciproc. Atunci când o parte pozitivă a unei unde și o parte negativă a unei unde se lovesc reciproc, acestea se anulează pentru a fi egale cu nicio undă. Gândindu-mă la aceasta mai rudimentar, am descompus-o în această ecuație premiată:
(1 căldură) + (-1 căldură) = 0 căldură
Aceasta provoacă „zone moarte” în microunde, unde nu se produce nicio încălzire. Acesta este motivul pentru care majoritatea cuptoarelor cu microunde moderne vor include un platou care se rotește. Învârtirea mișcă alimentele în interiorul și în afara zonelor moarte, producând o încălzire mai uniformă.
Acest lucru acoperă cam tot ceea ce este implicat în funcționarea cuptoarelor cu microunde moderne. Aceste dispozitive au devenit cruciale pentru rutina noastră zilnică și implică o cantitate decentă de știință și inginerie. Să sperăm că acum nu veți mai putea niciodată să vă uitați la un cuptor cu microunde în același mod.
.