2.62 - Funcionamento do Micro-ondas

     Por incrível que pareça, o forno micro-ondas foi criado durante a Segunda Guerra Mundial, com o intuito não de aquecer alimentos, mas de detectar aeronaves inimigas. Como o próprio nome diz, esse forno emite radiações na forma de micro-ondas que têm comprimentos de onda entre 3.105 nm até 3.108 nm e frequência de 2450MHz ou 2,45 GHz.

Clique na figura acima para abrir uma simulação do funcionamento do forno de micro-ondas.

    Essas micro-ondas eletromagnéticas geradas, que também são denominadas magnétron, eram emitidas de volta pelas aeronaves inimigas. Dessa forma, seu eco indicava exatamente a aproximação, localização, objeto, direção, entre outros detalhes sobre os meios de locomoção do inimigo.

Porém, a história desse aparelho sofreu uma reviravolta quando o engenheiro Percy L. Spencer (1894-1970) conseguiu levar o micro-ondas para casa, alterando-o e aperfeiçoando-o. Certo momento, ele notou que uma barra de um doce em seu bolso começou a derreter quando ele estava em frente a um tubo de magnétron ligado. Dessa forma, ele percebeu o potencial do micro-ondas para ser usado como forno, preparando alimentos.

A oscilação das micro-ondas eletromagnéticas geradas “agita” (rotaciona e translada) as moléculas de água (que são polares) presentes no alimento. Isso ocorre porque o campo elétrico gerado pelas ondas organiza essas moléculas que apresentam um dipolo elétrico, isto é, um polo positivo e outro negativo (em razão disso, o aquecimento por micro-ondas é também chamado de aquecimento dielétrico). Com isso as moléculas absorvem energia. E, essa energia absorvida é emitida na forma de calor, que aquece o alimento.

Portanto, a presença da água é essencial. É por isso que alimentos muito secos não são aquecidos muito bem.

Além disso, é possível concluir que moléculas apolares ou pouco polares e aquelas que são formadas por redes cristalinas, como a porcelana, por serem bem ordenadas, rígidas, quase não rotacionando e orientando suas moléculas, não absorvem bem micro-ondas.

Curiosidade

    Uma curiosidade interessante é que é possível medir a velocidade da luz utilizando um aparelho micro-ondas e uma barra de chocolate. Vejam o procedimento no vídeo abaixo. 

Abaixo temos uma representação da micro-onda no interior do forno micro-ondas. 

Quando colocamos a barra de chocolate dentro do forno micro-ondas os pontos que em que a onda entra em contato com ela irão derreter. De acordo com a representação abaixo percebemos que a distancia entre dois pontos que derreteram equivale a meio comprimento de onda. Logo, medindo essa distância, lembrando da relação:

v = lambda f

e verificando a frequência do forno de micro-ondas é possível chegar num valor aproximado para a velocidade da luz.

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Referencias da página

http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/upload/conteudo/images/primeiro-micro-ondas.jpg

http://canteengirl.org/wp-content/uploads/2014/07/2007_12_14_TT_MarsBars.jpg

https://phet.colorado.edu/pt_BR/