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PRAIA DA CLARIDADE

Figueira da Foz - Portugal

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18
Set05

O Forno Microondas

Praia da Claridade

O Forno Microondas, ou Forno de Microondas é um aparelho electrodoméstico que permite a preparação rápida de alimentos para o consumo humano ou de animais. Não se deve colocar neles utensílios de cozinha de metal, nem organismos vivos.
O aquecimento ocorre por causa da excitação das moléculas dos alimentos.

Origem e história

A ideia de usar microondas para cozinhar alimentos foi descoberta por Percy Spencer que trabalhava na empresa Raytheon, fabricando magnetrões para aparelhos de radar. Um dia estava a trabalhar num aparelho de radar activo quando observou um sensação repentina e estranha, e viu que uma barra de chocolate que tinha no seu bolso tinha derretido. Percy não era nenhum estranho às descobertas e experiências, devido ao seu suporte a 120 patentes e entendeu perfeitamente o que tinha acontecido.
O primeiro alimento a ser cozinhado deliberadamente com microondas foram pipocas, e o segundo um ovo que explodiu na cara de um dos experimentadores...

Em 1946 a empresa Raytheon patenteou o processo de cozinhar por microondas e em 1947 construíram o primeiro forno de microondas comercial, o Radarange. Tinha quase 1,8 m de altura e pesava 340 Kg. Era arrefecido a água e produzia 3000 watts, aproximadamente três vezes a quantidade de radiação produzida pelos fornos de microondas actuais.

Funcionamento Geral

Como se transforma a energia eléctrica em energia electromagnética?
A energia eléctrica, na forma de uma corrente alternada (alta e baixa tensão) é transformada em corrente contínua por intermédio de um circuito formado por um transformador, diodos e condensadores.
A corrente que chega do transformador através do triplicador serve para alimentar o Magnetrão.

O Magnetrão

       
Composição

O Magnetrão é constituído por um ânodo cilíndrico, composto de cavidades;  estas encontram-se no eixo de um cátodo de aquecimento. É necessário saber que quanto mais cavidades mais elevado é o seu rendimento. O ânodo e o cátodo são separados por um espaço ao qual se dá o nome de espaço de interacção, estando em vácuo. Estas cavidades ditas "cavidades ressonantes" podem ter formas diferentes de acordo com o magnetrão considerado. Encontram-se também dois ímanes que são fixados perpendicularmente em relação ao eixo do tubo.

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Funcionamento

Um campo eléctrico contínuo é aplicado entre o ânodo e o cátodo. Este campo tem uma tensão de ordem de vários KV (cerca de 4.000 V), para um espaço de acção de alguns milímetros. Os electrões libertados pelo cátodo são acelerados pelo campo magnético contínuo. Na ausência de ímanes, os electrões iriam directamente ao ânodo. Graças ao campo magnético criado pelos dois ímanes perpendiculares ao eixo ânodo/cátodo, obtém-se um movimento circular em torno do cátodo, com trajectórias semelhantes a ciclóides (curva gerada pela revolução completa de um ponto, pertencente a um círculo, e que gira sobre um plano).

Considera-se que cada electrão é animado de uma velocidade v. O campo magnético cria, com a nuvem electrónica, uma força de Laplace (1) que serve para acelerar as ondas. Estas cargas que flúem entre o ânodo e o cátodo vão entrar em interacção com as cavidades ressonantes do bloco anódico que se torna o apoio das oscilações electromagnéticas. Como podemos ver, tendo em conta o exposto acima, a radiação electromagnética deve-se à vibração dos electrões nas cavidades ressonantes.
Maxwell (2), em 1865, fez um estudo sobre os fenómenos eléctricos e magnéticos chegando às "equações de Maxwell" e, graças a estas, mostrar que um campo eléctrico variável produz um campo magnético variável inverso. As dimensões destas cavidades são calculadas para que as ondas tenham uma frequência de 2450 MHz. Uma parte destas ondas é encaminhada para o guia de ondas ou antena, graças a diversos meios de acoplamento. O guia de onda transmite estas pela cavidade do forno, onde vão permitir cozer os alimentos.

(1) - Pierre Simon Laplace (23 de Março de 1749 em Beaumont-en-Auge, Normandia - 5 de Março de 1827, em Paris)  foi um matemático, astrónomo e físico francês. Foi chamado o Newton da França, sendo considerado o fundador da moderna Teoria das Probabilidades.
Laplace é conhecido principalmente por seu trabalho sobre as equações diferenciais, a Transformada de Laplace e a Equação de Laplace.

(2) - James Clerk Maxwell (13 de Junho de 1831, Edimburgo, Escócia - 5 de Novembro de 1879, Cambridge, Inglaterra)  foi um físico britânico que demonstrou que as forças eléctricas e magnéticas são dois aspectos diferentes do mesmo fenómeno, o electromagnetismo. Maxwell mostrou que os campos magnético e eléctrico atravessam o espaço, sob a forma de ondas, à velocidade da luz. Defendeu que a luz é uma forma de radiação electromagnética.

Acção das microondas sobre as moléculas de Água

A molécula de água, H2O, é formada por um átomo de oxigénio e dois de hidrogénio. Ela é bipolar, o que significa que o baricentro (centro de gravidade)  das cargas negativas e o das cargas positivas não são confundidos. Isto deve-se ao facto de o átomo de oxigénio ter mais electrões negativos que o de hidrogénio.

Quando sujeita a uma radiação, a molécula de água absorve a energia das ondas electromagnéticas se estas tiverem uma frequência que limita as das microondas (2450 MHz). Esta absorção traduz-se numa vibração da molécula de água.

As moléculas de água de um alimento em estado normal estão em desordem:  não respeitam nenhuma ordem de orientação específica. Mas quando sujeitas a um campo eléctrico contínuo os pólos negativos das moléculas de água têm tendência a orientar-se em direcção a este último.

Quando sujeitas às microondas, as moléculas de água do alimento orientam-se em direcção do campo eléctrico que compõe estas ondas. Este campo, ao ser alternado, faz com que os pólos se orientem sucessivamente num sentido e seguidamente no outro, o que resulta em várias mudanças de orientação (cerca de 2.450.000.000 vezes num segundo)  ao mesmo ritmo que a onda, que oscila 2.450.000.000 vezes por segundo.

As fricções entre as moléculas de água criadas por este grande número de rotações libertam calor. Após esta libertação de calor, este transmite-se às diferentes camadas do alimento por indução e reaquecimento a uma parte do alimento. A quantidade de água não repartida da mesma maneira no alimento faz com que certas partes do alimento fiquem mais ou menos quentes que outros. Mas quando há libertação de calor das moléculas de água, têm tendência a passar do estado líquido ao estado gasoso. O volume de vapor assim produzido não pode necessariamente ser contido no alimento e é por isso que certos alimentos explodem.  [ cuidados com os tempos !... ]

A molécula de água não é a única a vibrar na presença de microondas, há também os açúcares e as gorduras. Mas o que faz com que a molécula de água seja a única a desempenhar um papel na libertação de calor é a sua dimensão: é a única que é bipolar e que pode girar graças à sua pequena dimensão.

Penetração das ondas no interior do alimento

A penetração das ondas nos alimentos difere em função deste, da sua concentração e composição. Quando um alimento é sujeito a uma radiação de microondas, ele tem tendência a rejeitar uma parte da onda e a armazenar a outra. A parte absorvida é chamada de energia calorífica e é graças a ela que o alimento aquece. A parte rejeitada é chamada de onda reflectida. Para evitar que certas partes do alimento sejam queimadas ou outras fiquem frias é necessário que a distribuição das ondas seja a mesma em todas as zonas do alimento. Para este efeito as paredes da cavidade fazem reflectir as ondas e o prato em rotação permite a distribuição homogénea das ondas ao alimento.

A cozedura do alimento em relação ao magnetrão

Aquando da radiação, as moléculas de água movem-se e criam uma libertação de calor, mas esta libertação de calor é sentida apenas no final da radiação. Ou seja, durante a radiação o calor é criado graças às fricções, mas esta libertação nunca é dispersada no alimento. Em contrapartida se a radiação for interrompida alguns momentos e retomada, constata-se uma libertação de calor durante a interrupção, que dura ainda alguns momentos após a retoma. É por isso que num forno microondas o magnetrão funciona apenas por ciclos. Resumidamente, produzem-se bastante microondas para agitar as moléculas durante certo tempo, durante o qual o alimento é aquecido, e em seguida continua até ao final do tempo programado. Em geral numa duração de um minuto o magnetrão trabalha durante quatro ciclos de 7,5 segundos.
Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.


Sabia que as pipocas foi o primeiro alimento a ser cozinhado no forno de microondas ?...  Já experimentou ?...
Coloque duas ou três colheres de sopa de milho para pipocas dentro de um saco de pano ou num recipiente grande para o milho ter espaço para "estoirar",  quando aumentar de volume...
Coloque no forno microondas, regule para uns três minutos para experimentar, mas tem que estar com atenção para ouvir o milho "estoirar".  Se esse tempo não for o suficiente, aumente-o.
Quando começar a ouvir a parte final dos "rebentamentos" desligue o forno.
Estão prontas para comer... É fácil, não se coloca nenhuma gordura!
O tempo... é uma questão de treino...  dependendo da quantidade de milho e da potência que aplicar ao forno. Bom apetite !...

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