Forno a microonde...
MonsterMash
sto studiando in questo periodo Campi Elettromagnetici, e proprio oggi ho
studiato la dispersione nei dieletttrici, ed in particolare la dispersione
anomala alle frequenze di risonanza.
Senza dilungarmi troppo, ho visto un grafico dell'indice di attenuazione
"alfa" dell'acqua allo stato liquido al variare della frequenza, ed ho
notato che il picco di maggior assorbimento non si ha per frequenze nella
zona delle microonde, ma bensì per frequenze nella zona del vicino
infrarosso. A questo punto mi chiedo come mai il forno a microonde risulta
tanto più efficente dei comuni forni, ed in generale perchè si sceglie di
emettere microonde anzicchè infrarossi per riscaldare i cibi rapidamente.
Facendo un ragionamento tutto mio, e non suffragato in alcun modo da fonti
affidabili, ho pensato che la ragione potesse essere che, a differenza degli
infrarossi, le microonde sono frequenze di risonanza solo per l'acqua. Che
significa che nel caso del forno a microonde tutta la potenza viene
trasferita unicamente alle molecole dell'acqua, mentre con emissione di
infrarossi si avrebbe un trasferimento di potenza anche alla struttura
metallica del forno, così come all'aria all'interno, al contenitore dei
cibi, etc, ottenendo quindi una minore efficenza.
Del resto in effetti, per quanto "alfa" possa essere maggiore negli
infrarossi rispetto alle microonde, si parla cmq di valori altissimi anche
per le microonde, che danno luogo ad una distanza di penetrazione di circa
100 micron. Per cui direi che praticamente tutta la potenza verrà trasferita
al contenuto del forno.
Il mio ragionamento è sbagliato?
Grazie a tutti.
Ciao
cometa luminosa
[...]
> Facendo un ragionamento tutto mio, e non suffragato in alcun modo da fonti
> affidabili, ho pensato che la ragione potesse essere che, a differenza degli
> infrarossi, le microonde sono frequenze di risonanza solo per l'acqua. Che
> significa che nel caso del forno a microonde tutta la potenza viene
> trasferita unicamente alle molecole dell'acqua, mentre con emissione di
> infrarossi si avrebbe un trasferimento di potenza anche alla struttura
> cibi, etc, ottenendo quindi una minore efficenza.
> Del resto in effetti, per quanto "alfa" possa essere maggiore negli
> infrarossi rispetto alle microonde, si parla cmq di valori altissimi anche
> per le microonde, che danno luogo ad una distanza di penetrazione di circa
> 100 micron.
Senti, io non me ne intendo, ma 100 micron mi sembrano pochini per le
microonde usate in un forno: a che servirebbe allora il forno a
microonde se non potesse scaldare l'interno dei cibi? E la ragione per
cui non si usano gli IR mi sembra si possa dire che sia la stessa: gli
IR non penetrano l'interno dei cibi quanto le microonde.
SB
ha scritto:
>Salve,
>Senza dilungarmi troppo, ho visto un grafico dell'indice di attenuazione
>"alfa" dell'acqua allo stato liquido al variare della frequenza, ed ho
>notato che il picco di maggior assorbimento non si ha per frequenze nella
>zona delle microonde, ma bensì per frequenze nella zona del vicino
>infrarosso. A questo punto mi chiedo come mai il forno a microonde risulta
>tanto più efficente dei comuni forni, ed in generale perchè si sceglie di
>emettere microonde anzicchè infrarossi per riscaldare i cibi rapidamente.
Nei forni a microonde si sfruttano soprattutto le proprietà della risonanza date
dalle dimensioni della cella, e la frequenza di risonanza dell'acqua non è di
2,4GHz, usati invece dai magnitron nei forni a microonde.
>Facendo un ragionamento tutto mio, e non suffragato in alcun modo da fonti
>affidabili, ho pensato che la ragione potesse essere che, a differenza degli
>infrarossi, le microonde sono frequenze di risonanza solo per l'acqua.
No, è una leggenda metropolitana, e anche molto difficile da sfatare,
leggi in proposito un thread molto interessante su i.h.e. e i link dove parla
delle proprietà delle molecole.
http://shorterlink.com/?2KQ940
--
ciao
Stefano
MonsterMash
> risonanza date
> dalle dimensioni della cella, e la frequenza di risonanza dell'acqua non è
> di
> 2,4GHz, usati invece dai magnitron nei forni a microonde.
Credevo che la frequenza usata fosse mooolto più alta...
Cmq grazie per il link, credo di aver capito adesso.
In pratica il vantaggio non è quello che ci sia un rapidissimo trasferimento
di potenza tra le onde E.M. e i cibi, bensi' il fatto che queste onde,
restando "imprigionate" all'interno della cella del forno, continuino a
incidere sul cibo fino a quando non siano del tutto dissipate.
Anzi, il fatto di utilizzare una frequenza tanto bassa è voluto proprio per
evitare che la potenza venga trasferita tutta sulla superfice dei cibi.
A 2.4ghz infatti io calcolo una profondità di penetrazione che va dalla
frazione del centimetro fino ad un massimo di 15 cm, a seconda della
conduttività (ho considerato come due estremi l'acqua di mare e l'acqua
distillata).
Anche se ancora non mi è del tutto chiaro il motivo per cui la forma e le
dimensioni della camera del forno non possono essere qualsiasi. Non basta
che le pareti siano il più possibile conduttrici, per evitare dispersione?
Grazie a tutti.
Ciao
SB
ha scritto:
>In pratica il vantaggio non è quello che ci sia un rapidissimo trasferimento
>di potenza tra le onde E.M. e i cibi, bensi' il fatto che queste onde,
>restando "imprigionate" all'interno della cella del forno, continuino a
>incidere sul cibo fino a quando non siano del tutto dissipate.
>Anzi, il fatto di utilizzare una frequenza tanto bassa è voluto proprio per
>evitare che la potenza venga trasferita tutta sulla superfice dei cibi.
Esatto.
>Anche se ancora non mi è del tutto chiaro il motivo per cui la forma e le
>dimensioni della camera del forno non possono essere qualsiasi. Non basta
>che le pareti siano il più possibile conduttrici, per evitare dispersione?
No, il circuito in regime di risonanza è quello che consente al generatore di
erogare la massima potenza, per cui le dimensioni devono essere ottimali.
--
ciao
Stefano
MonsterMash
>>trasferimento
>>di potenza tra le onde E.M. e i cibi, bensi' il fatto che queste onde,
>>restando "imprigionate" all'interno della cella del forno, continuino a
>>incidere sul cibo fino a quando non siano del tutto dissipate.
>>Anzi, il fatto di utilizzare una frequenza tanto bassa è voluto proprio
>>per
>>evitare che la potenza venga trasferita tutta sulla superfice dei cibi.
>
> Esatto.
Bene :)
>>Anche se ancora non mi è del tutto chiaro il motivo per cui la forma e le
>>dimensioni della camera del forno non possono essere qualsiasi. Non basta
>>che le pareti siano il più possibile conduttrici, per evitare dispersione?
>
> No, il circuito in regime di risonanza è quello che consente al generatore
> di
> erogare la massima potenza, per cui le dimensioni devono essere ottimali.
E' che non ho familiarità con il concetto di "camera di risonanza". La
maggiore efficenza è forse dovuta al fatto che se le misure sono multiple di
lamba/2 non c'è il rischio di avere onde riflesse in opposizione di fase che
si annullano tra loro?
Ciao
SB
ha scritto:
>>>Anche se ancora non mi è del tutto chiaro il motivo per cui la forma e le
>>>dimensioni della camera del forno non possono essere qualsiasi. Non basta
>>>che le pareti siano il più possibile conduttrici, per evitare dispersione?
>>
>> No, il circuito in regime di risonanza è quello che consente al generatore
>> di
>> erogare la massima potenza, per cui le dimensioni devono essere ottimali.
>
>E' che non ho familiarità con il concetto di "camera di risonanza". La
>maggiore efficenza è forse dovuta al fatto che se le misure sono multiple di
>lamba/2 non c'è il rischio di avere onde riflesse in opposizione di fase che
>si annullano tra loro?
Si, puoi considerare la camera come un antenna, anche se non è del tutto esatto.
Devi anche considerare che il magnetron viene progettato per lavorare con una
camera risonante e con un determinato carico, ed è la ragione per cui non si
dovrebbe mai usare vuoto ma almeno un bicchiere d'acqua ci vuole sempre, e non
si debbono mai inserire oggetti metallici come posate.
Queste condizioni stressano il magnetron che non è altro che una valvola
termoionica e si può danneggiare.
Qui spiega come funziona il tutto:
http://it.wikipedia.org/wiki/Magnetron
http://it.wikipedia.org/wiki/Forno_a_microonde
--
ciao
Stefano
pm
> Devi anche considerare che il magnetron viene progettato per
> lavorare con una
> camera risonante e con un determinato carico, ed è la ragione per
> cui non si
> dovrebbe mai usare vuoto ma almeno un bicchiere d'acqua ci vuole
> sempre, e non
> si debbono mai inserire oggetti metallici come posate.
>
> Queste condizioni stressano il magnetron che non è altro che una
> valvola
> termoionica e si può danneggiare.
>
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tempo fa ho molto rimproverato la mia distratta moglie
che lo ha avviato al max , per 1-2 minuti
E' andata bene...ma mi aspettavo che partisse :-)
perchè ha retto ?
p
SB
>> Queste condizioni stressano il magnetron che non è altro che una
>> valvola
>> termoionica e si può danneggiare.
>>
>-----------------------
>tempo fa ho molto rimproverato la mia distratta moglie
>che lo ha avviato al max , per 1-2 minuti
>E' andata bene...ma mi aspettavo che partisse :-)
>perchè ha retto ?
Non si rompe immediatamente, però se si scalda troppo poi ti tocca cambiarlo.
Ti è andata bene.
--
ciao
Stefano