Este dimineața devreme, iar atenția dumneavoastră, cu ochii pierduți, s-a îndreptat către o porție de fulgi de ovăz instant. Așezați bolul în cuptorul cu microunde, apăsați butonul de pornire și brusc intrați în panică în momentul în care un mini-spectacol de artificii se declanșează în bucătăria dumneavoastră. Lingura – ați uitat lingura în castron!
În timp ce filmele v-ar putea face să credeți că acest scenariu electric poate duce la o explozie incendiară, adevărul este că plasarea unei linguri în cuptorul cu microunde nu este neapărat periculoasă. Dar de ce anume metalul generează scântei atunci când este supus unuia dintre miracolele tehnologiei de la mijlocul secolului al XX-lea?
Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să înțelegem mai întâi cum funcționează un cuptor cu microunde. Micul cuptor se bazează pe un dispozitiv numit magnetron, un tub cu vid prin care se face să treacă un câmp magnetic. Dispozitivul învârte electronii și produce unde electromagnetice cu o frecvență de 2,5 gigahertzi (sau de 2,5 miliarde de ori pe secundă), a declarat Aaron Slepkov, fizician la Universitatea Trent din Ontario, pentru Live Science.
Relaționat: Ce sunt microundele?
Pentru fiecare material, există anumite frecvențe la care acesta absoarbe lumina deosebit de bine, a adăugat el, iar 2,5 gigahertzi se întâmplă să fie această frecvență pentru apă. Deoarece majoritatea lucrurilor pe care le mâncăm sunt umplute cu apă, acele alimente vor absorbi energia de la microunde și se vor încălzi.
Interesant este faptul că 2,5 gigahertzi nu este cea mai eficientă frecvență pentru încălzirea apei, a spus Slepkov. Acest lucru se datorează faptului că firma care a inventat cuptorul cu microunde, Raytheon, a observat că frecvențele foarte eficiente erau prea bune în munca lor, a precizat el. Moleculele de apă din stratul superior al unui fel de supă ar absorbi toată căldura, astfel încât doar primele câteva milionimi de centimetru ar fierbe și ar lăsa apa de dedesubt rece ca piatra.
Acum, în legătură cu metalul care scânteiază. Atunci când microundele interacționează cu un material metalic, electronii de pe suprafața materialului sunt zvântați, a explicat Slepkov. Acest lucru nu cauzează nicio problemă dacă metalul este neted peste tot. Dar acolo unde există o muchie, cum ar fi în dreptul vârfurilor unei furculițe, sarcinile se pot acumula și pot duce la o concentrație mare de tensiune.
„Dacă este suficient de mare, poate smulge un electron de pe o moleculă din aer”, creând o scânteie și o moleculă ionizată (sau încărcată), a spus Slepkov.
Particulele ionizate absorb microundele chiar mai puternic decât o face apa, astfel încât, odată ce apare o scânteie, mai multe microunde vor fi absorbite, ionizând și mai multe molecule, astfel încât scânteia crește ca o minge de foc, a spus el.
În mod normal, un astfel de eveniment se poate produce doar într-un obiect metalic cu margini aspre. De aceea, „dacă luați o folie de aluminiu și o puneți într-un cerc plat, s-ar putea să nu se producă nicio scânteie”, a spus Slepkov. „Dar dacă o încrețești într-o minge, va scânteia rapid”.
În timp ce aceste scântei au potențialul de a dăuna cuptorului cu microunde, orice aliment ar trebui să fie perfect în regulă pentru a fi consumat după aceea (doar în cazul în care chiar ați uitat lingura în fulgii de ovăz), potrivit unui articol din Mental Floss.
Urmărișoare înflăcărate
Metalele nu sunt singurele obiecte care pot genera un spectacol de lumini într-un cuptor cu microunde. Videoclipuri virale de pe internet au arătat, de asemenea, struguri înjumătățițiți care produc scântei spectaculoase de plasmă, un gaz de particule încărcate.
Diferiți detectivi au căutat o explicație, sugerând că ar avea legătură cu o acumulare de sarcină electrică ca într-un metal. Dar Slepkov și colegii săi au efectuat teste științifice pentru a ajunge la fundamentul fenomenului.
„Ceea ce am găsit a fost mult mai complicat și mai interesant”, a spus el.
Prin umplerea sferelor de hidrogel – un polimer superabsorbant folosit în scutecele de unică folosință – cu apă, cercetătorii au aflat că geometria a fost cel mai important factor în generarea de scântei în obiectele asemănătoare strugurilor. Sferele de mărimea strugurilor s-au întâmplat să fie concentratori deosebit de excelenți de microunde, a spus Slepkov.
Dimensiunea strugurilor a făcut ca radiația de microunde să se acumuleze în interiorul micilor fructe, rezultând în cele din urmă suficientă energie pentru a smulge un electron din sodiul sau potasiul din interiorul strugurelui, a adăugat el, creând o scânteie care s-a transformat într-o plasmă.
Echipa a repetat experimentul cu ouă de prepeliță – care au aproximativ aceeași dimensiune ca și strugurii – mai întâi cu interiorul lor natural, gălbejit și apoi cu lichidul scurs. Ouăle pline de lichid au generat puncte fierbinți, în timp ce cele goale nu, ceea ce indică faptul că imitarea spectacolului de scânteiere a metalului a necesitat o cameră apoasă, de mărimea unui strugure.
- Ce sunt particulele elementare?
- Ce este electricitatea statică?
- De ce se înverzește cuprul?
Publicat inițial pe Live Science.
Știri recente