Um dia, depois de passar por um radar de microondas que ele estava trabalhando, o engenheiro americano Percy Spencer descobriu que a barra de chocolate no bolso havia derretido. Spencer percebeu que a intensa energia de microondas produzida pelos magnétrons não só poderia ser usada para caçar inimigos na guerra, mas também cozinhar macarrão de vez em quando.Essa descoberta foi revolucionária e puramente acidental, uma combinação de adjetivos que consideramos irresistivelmente prazerosa. O primeiro item de comida que Spencer então cozinhou deliberadamente com microondas – e duvido que isso seja uma surpresa – foi pipoca. O segundo item que ele cozinhava sem repousá-lo em uma chama, a distância, como se fosse pura magia, era um ovo, que explodiu em face de um dos experimentadores. O momento foi histórico.
Percy Spencer com um forno de microondas primitivo.
A Raytheon, a firma que empregou a Spencer, imediatamente registrou uma patente para um dispositivo que cozinharia ou recuperaria a comida colocando-a em um envelope e depois bombardeando-a com microondas. O dispositivo, sem absolutamente nenhum respeito pela criatividade, era simplesmente chamado de forno de microondas. Mas como se trabalha? Por que a barra de chocolate derreteu?
Radiação
O calor entre uma fonte e um destinatário pode ser transferido de três maneiras: condução, quando os dois estão em contato direto, como quando você toca em uma xícara quente; convecção, quando o calor é transferido por um meio, geralmente fluido, como quando o ar quente entra em contato com ar mais frio; e finalmente, radiação, quando o calor é transferido por meio de uma onda eletromagnética, que não requer nenhum meio para se propagar, como o calor transmitido pela luz do sol que viajou milhões de quilômetros pelo espaço vazio. As microondas são ondas eletromagnéticas, a radiação é como o calor em um forno de microondas é transferido.
Os três tipos de transferência de calor.
No entanto, ainda não está claro como o calor é distribuído por todo o alimento que está sendo submetido às ondas. As microondas são extremamente adeptas às moléculas de água vibrantes e vibrantes, e como a comida é principalmente água, o movimento vigoroso das moléculas cria um atrito intermolecular, que gera o calor para cozinhar o alimento. Embora, por que a molécula de água? Bem, porque é um excelente dipolo.
Por que as moléculas de água alvo de microondas
Uma molécula de água é formada quando dois átomos de hidrogênio se ligam a um único átomo de oxigênio. A molécula, no entanto, tem a forma de um “Y” invertido; os dois átomos de hidrogênio positivos são espremidos juntos em uma extremidade, enquanto o átomo de oxigênio altamente negativo se liga ao outro. Uma extremidade da molécula, portanto, exibe uma carga positiva, enquanto a extremidade oposta exibe uma carga negativa: a molécula forma um di- pólo.
A molécula de água é um excelente dipolo. (Crédito da foto: Wikimedia Commons)
Quando um campo elétrico entra em contato com um dipolo, o dipolo tenta se alinhar com a carga do campo, mas as microondas não são apenas um campo elétrico; eles são uma alternância rápida. Como o campo alterna, o mesmo acontece com o alinhamento do dipolo, ou seja, o dipolo gira. A molécula de água colocada em tal rotação vigorosa pelas microondas desencadeia outras moléculas em vigorosa rotação. Logo, toda molécula de água está excitada e girando. A energia vibracional dispersa aumenta a temperatura do item alimentar.
Por que microondas?
A energia de uma onda eletromagnética aumenta com o aumento de sua freqüência, então por que não usamos raios infravermelhos ou ultravioletas para cozinhar alimentos de maneira mais rápida e eficiente? Raios infravermelhos ou ultravioletas não são usados porque são absorvidos pela superfície do item antes de chegar à água abaixo. As microondas, no entanto, podem penetrar a maiores profundidades, onde a água se encontra. Aquecer a carne com infravermelho ou ultravioleta pode deixá-la ‘quente’, mas a carne embaixo permanece sem cozinhar. Dito isto, o aquecimento prolongado por infravermelhos acabará por aquecer a carne também, algo que é evidente no aquecimento regular, quando se cozinha no fogão. De fato, muitos fornos são baseados em infravermelho.
Ting! (Crédito da foto: buykitchenstuff.com)
Então há ondas de rádio – ondas eletromagnéticas de freqüências ainda mais baixas. Por que não os usamos? Não seria, inferindo da tendência, ainda mais penetrante? Ondas de rádio foram realmente usadas para aquecer alimentos antes mesmo das microondas! No entanto, como a maior parte da tecnologia de comunicação moderna passou a ser baseada em ondas de rádio, continuar a usá-las para aquecer alimentos certamente causaria interferência eletrônica.
Por fim, embora o aquecimento por microondas seja a maneira mais rápida e eficiente de cozinhar alimentos, nem todos os alimentos podem ser aquecidos com igual facilidade. Obviamente, itens alimentícios impregnados de umidade são os mais fáceis de aquecer. Alimentos que contenham açúcar ou gordura, no entanto, exigem maior esforço. Isso ocorre porque o movimento de dipolo de suas moléculas é muito menor do que o movimento de dipolo das moléculas de água.
Além disso, deve-se evitar o microondas de qualquer alimento em um recipiente de metal. O fato de os metais refletirem ondas eletromagnéticas é o princípio de funcionamento do radar. Se você alimentar um forno com uma tigela de metal, a maior parte da energia de microondas, como se fosse um navio metálico, será refletida por ele.
Lembre-se de que os fornos de microondas são construídos de uma maneira que não permite que nenhuma onda os escape, então a energia refletida é refletida pelas paredes e é re-refletida pela tigela de metal. O que se segue é o efeito estufa: a energia se acumula e faz com que a temperatura dentro do forno atinja níveis perigosos, o que poderia eventualmente fazer com que o forno explodisse em seu rosto. Se o perigo disso não for aparente para você, talvez você deva ficar com a pipoca de microondas!