Uno de los electrodomésticos de
nuestros hogares más usados en el día a día y menos comprendido es el
microondas, ¿sabes por qué?.
Erróneamente, podríamos pensar que sigue el mismo principio que un
horno o una tostadora, es decir, la transferencia de calor. La propia experiencia
nos hace ver que no, dado que tras haber estado en funcionamiento, el interior
del microondas no desprende calor.
Componentes de un microondas
Dentro del horno, hay un
dispositivo eléctrico llamado magnetrón que produce microondas de alta intensidad
y las transporta hacia un ventilador para que sean transmitidas hacia el
compartimiento donde ponemos la comida. El interior de un microondas está
recubierto de metal por todos lados, esto se debe a que la radiación se refleja
en el metal y no escapa nada al exterior.
¿Cómo calienta el microondas?
Aumentar la temperatura de un
cuerpo equivale a decir que la energía cinética de las moléculas aumenta. El
agua, las grasas y otras sustancias presentes en los alimentos absorben la
energía producida por las microondas. Al ser absorbidas, las ondas se
convierten directamente en movimiento de esas moléculas.
Las moléculas de agua son
dipolares, es decir, tienen una carga positiva en un lado y negativa en otro.
Estas moléculas intentan alinearse con el campo eléctrico generado por las
ondas.
La dirección del campo
electromagnético se invierte 2.500 millones de veces por segundo (porque tienen
una frecuencia de 2.5 Ghz), por lo que una vez que se alinean con una onda,
deben rotar rápidamente para alinearse con la siguiente, así hasta las 2.500
millones de veces por segundo.
Este procedimiento realizado por
millones de moléculas de agua simultáneamente da como resultado choques entre
las moléculas, que se ponen en movimiento. Al adquirir movimiento, aumentan su
energía cinética, y es de esta manera como se incrementa la temperatura.
El calentamiento por microondas
es muy efectivo en el agua. Menor en grasas y azúcar donde sus moléculas son
menos dipolares y mucho menos en agua congelada, donde las moléculas tienen
poca libertad para girar.
Por qué no introducir metales en un microondas
No es el tipo de metal en el
microondas lo que determina cuán peligroso puede resultar, sino su forma. Si
introducimos una cuchara, lo que pasará es que esta se calentará ligeramente, pero
nada mucho más grave que eso.
En cambio, meter un tenedor es
mucho más peligroso. El problema reside en los electrones del metal, que se ven
afectados por las microondas. En un metal los átomos están ordenados en una
estructura estable que permite a los electrones moverse libremente entre los
átomos.
En los metales que acaban en
punta residen menos átomos y existe menos posibilidad de que los electrones “se
paseen” por esta región, así que se convierte en una región de entrada para
nuevos electrones que provengan del exterior. Cuando los electrones viajan de
molécula a molécula de aire vemos un rayo, por eso los pararrayos son metales
que acaban en punta, ya que atrae a los electrones del rayo y provocan que
caiga sobre ellos.
Aplicaciones científicas: crear plasma mediante microondas
El plasma es denominado el
cuarto estado de agregación de la materia. Es un estado muy similar al gaseoso,
pero en el que sus partículas están ionizadas. Presenta unas características
propias que no se dan en sólidos, líquidos o gases, por eso se considera un
nuevo estado de agregación.
El plasma puede generarse en un microondas casero muy
fácilmente por dos métodos, ambos al alcance de cualquiera.
ADVERTENCIA:
LA REALIZACIÓN DE ESTE EXPERIMENTO PUEDE PRODUCIR FUEGO Y EXPLOSIONES, ASÍ COMO
UN DAÑO PERMANENTE EN EL ELECTRODOMÉSTICO. SE RECOMIENDA NO LLEVAR A CABO SIN
LA SUPERVISIÓN DE UN EXPERTO.
Primer método: Creación de
plasma mediante llama.
Se sitúa una cerilla (o algo
previamente ardiendo, como un papel) en el interior del microondas. Se debe
retirar el plato para girar. El fuego se cubre con un recipiente de cristal lo
suficientemente alto para que la llama no tenga obstáculos.
El fuego de la llama de una cerilla es un plasma, pero
el nuevo plasma generado tiende a subir y alejarse, perdiendo temperatura. En
este proceso el plasma captura electrones sin volver a perderlos. Con el
microondas hacemos que los iones al capturar electrones los vuelvan a perder.
La función de las microondas no es calentar el plasma, sino que el ión en
cuanto se recombine, capture la radiación microondas y vuelva de nuevo a ser
ión.
Segundo método: Creación de
plasma mediante una uva
Cortamos una uva por la mitad, con cuidado de
que ambas mitades queden unidas por una capa fina de piel. En este caso no tapamos con ningún
vaso o recipiente de cristal. El zumo de las uvas está cargado de electrolito,
un líquido rico en moléculas cargadas. Al cortar la uva de esta forma las dos
mitades actúan como depósito de electrolito, la piel que hemos dejado como
conector entre ambas partes.
Las microondas provocan que los
iones de la uva se muevan rápidamente entre las dos mitades. Al hacer esto, el
puente conector se calienta a altas temperaturas y finalmente estalla en una
llamarada. Los electrones de esta llama generada ionizan el aire y lo convierte
en plasma.
Bibliografía
Francisco Tovar Moraga
Aurora Jiménez Raya
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