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ottobre 21, 2018 Commenti (0) Fisica, Ingegneria Meccanica Tempo di Lettura: 3'

Quando il cuoco è un’onda

Uno degli oggetti sempre più diffusi ed utili nelle case, in tempi moderni, è il forno a microonde. Tanti miti e leggende che lo descrivono come un oggetto pericoloso e da “bassa” cucina. In realtà il metodo che questi forni utilizzano per cuocere gli alimenti è particolarmente ingegnoso ed efficiente ed è uno dei pochi che mantiene meglio le proprietà dei cibi.

Il trasferimento di energia

La cottura in forno a microonde sfrutta le onde elettromagnetiche per riscaldare (e quindi cuocere) un alimento. Queste sono costituite da particelle che oscillano con una frequenza caratteristica \(\nu\) a cui è possibile associare una energia \(E\) tramite la seguente equazione, in cui compare la cosiddetta costante di Planck:

\(E = h \nu\)

Ad ogni “banda” di frequenza è possibile associare un certo tipo di onde, come si vede dalla tabella successiva.

E’ noto che il trasferimento di calore per irraggiamento avviene per opera degli infrarossi. Gli infrarossi vengono prodotti da corpi caldi in cui il moto di agitazione termica delle molecole provoca urti che aumentano la temperatura. Se queste onde investono un corpo generano questo moto di agitazione termica e quindi il trasferimento dell’energia sotto forma di calore. Anche nel forno a microonde l’alimento viene “irraggiato”: ma allora perché si chiama a microonde e non ad infrarosso?

Il segreto del forno a microonde

Queste ultime vibrano ad una frequenza troppo bassa per poter provocare il moto di agitazione termica in ogni corpo. Tuttavia, gli elettrodomestici vengono costruiti in modo che le onde emesse al loro interno abbiano una frequenza ben determinata, in particolare la frequenza di risonanza dell’acqua, pari a \(\nu = 2.45\)x\(10^9\)Hz (che è uno dei maggiori costituenti degli alimenti). Fornendo agli alimenti dei quanti con detta frequenza si provoca il moto di agitazione termica precedentemente citato, responsabile degli urti che, in definitiva, vanno a scaldare i cibi.

Perché si usano le microonde, allora?

Il vantaggio di usare le microonde è palese: l’energia elettrica da assorbire dalla rete (che quindi viene pagata nella nostra bolletta) è minore nel caso di utilizzo di microonde rispetto agli infrarossi. Infatti è possibile vedere dall’equazione dell’energia di un’onda elettromagnetica sopracitata che a frequenze più basse corrisponde un’energia più contenuta.

Si può affermare quindi che il microonde sia più efficiente rispetto ad altri sistemi di cottura e tipi di onde, in quanto ottiene lo stesso risultato con una spesa potenzialmente minore.

Fonti e immagini

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