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MICROONDAS
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Apr
21
MICROONDAS- SISTEMA TERMODINÁMICO.HORNO DE MICROONDAS
INTRODUCCIÓN
QUE ES Y QUE ESTUDIA LA TERMODINÁMICA? La termodinámica es una rama de la física que estudia los efectos de los cambios de la temperatura, presión y volumen de los sistemas físicos a un nivel macroscópico. Aproximadamente, calor significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor. El punto de partida para la mayor parte de las consideraciones termodinámicas son las leyes de la termodinámica, que postulan que la energía puede ser intercambiada entre sistemas físicos en forma de calor o trabajo. También se postula la existencia de una magnitud llamada entropía, que puede ser definida para cualquier sistema. En la termodinámica se estudian y clasifican las interacciones entre diversos sistemas, lo que lleva a definir conceptos como sistema termodinámico y su contorno. Un sistema termodinámico se caracteriza por sus propiedades, relacionadas entre sí mediante las ecuaciones de estado. Éstas se pueden combinar para expresar la energía interna y los potenciales termodinámicos, útiles para determinar las condiciones de equilibrio entre sistemas y los procesos espontáneos. Con estas herramientas, la termodinámica describe cómo los sistemas responden a los cambios en su entorno DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA TERMODINÁMICO -Sistema termodinámico-------zona interna del horno de microondas -Tipo de pared----------------rígida, adiabática e impermeable -Fases-------------------------*cerrado y apagado---- 1 fase *abierto---------------- 1 fase * cerrado y prendido--- 3 fases (aire, ondas, el alimento a calentar y el vapor que sale de este al estar caliente) QUE ES UN HORNO DE MICROONDAS? Un horno microondas es un electrodoméstico usado en la cocina para calentar alimentos. Funciona mediante la generación de ondas electromagnéticas en la frecuencia de las microondas. El agua, grasas y otras sustancias presentes en los alimentos absorben la energía de las microondas en un proceso llamado calentamiento dieléctrico. Muchas moléculas (como las de agua) son dipolos eléctricos, lo que significa que tienen una carga positiva parcial en un extremo y una carga negativa parcial en el otro, y por tanto giran en su intento de alinearse con el campo eléctrico alterno de las microondas. Al rotar, las moléculas chocan con otras y las ponen en movimiento, dispersando así la energía. Esta energía, cuando se dispersa como vibración molecular en sólidos y líquidos (tanto como energía potencial y como energía cinética de los átomos), lo hace en forma de calor. El calentamiento por microondas es más eficiente en el agua líquida que en el agua congelada, donde el movimiento de las moléculas está más restringido. También es menos eficiente en grasas y azúcares (que tienen un momento dipolar molecular menor) que en el agualíquida.
A veces se explica el calentamiento por microondas como una resonancia de las moléculas de agua, pero esto es incorrecto: esa resonancia sólo se produce en el vapor de agua y a frecuencias mucho más altas (a unos 20 GHz). Por otra parte, los grandes hornos de microondas industriales que operan la mayoría en la frecuencia de 915 MHz (longitud de onda de 328 milímetros), también calientan el agua y los alimentos perfectamente. Los azúcares y triglicéridos (grasas y aceites) absorben las microondas debido a los momentos dipolares de sus grupos hidroxilo o éster. Sin embargo, debido a la capacidad calorífica específica más baja de las grasas y aceites, y a su temperatura más alta de vaporización, a menudo alcanzan temperaturas mucho más altas dentro de hornos de microondas. Esto puede inducir a temperaturas en el aceite o alimentos muy grasos, como el tocino, muy por encima del punto de ebullición del agua, y lo suficientemente altos como para inducir reacciones de tostado, como en el asado a la parrilla convencional o en las freidoras. Los alimentos en alto contenido de agua y con poco aceite rara vez superan temperaturas superiores a las de ebullición del agua. El calentamiento por microondas puede causar un exceso de calentamiento en algunos materiales con baja conductividad térmica, que también tienen constantes dieléctricas que aumentan con la temperatura. Un ejemplo es el vidrio, que puede exhibir embalamiento térmico en un horno de microondas hasta el punto de fusión. Además, las microondas pueden derretir algunos tipos de rocas, produciendo pequeñas cantidades de lava sintética. Algunas cerámicas también se pueden fundir, e incluso pueden llegar a aclararse enfriarse. El embalamiento térmico es más típico de líquidos eléctricamente conductores, tales como agua salada. Un error común es creer que los hornos microondas cocinan los alimentos "desde dentro hacia afuera", es decir, desde el centro de toda la masa hacia el exterior de alimentos, estas solo pueden penetrar de 1 a 1 ½ pulgadas de profundidad en un alimento muy grueso. Esta idea surge del comportamiento del calentamiento si una capa absorbente de agua se encuentra debajo de una capa seca, menos absorbente, en la superficie de un alimento. En este caso, la deposición del calor dentro de un alimento que puede exceder la de su superficie. En la mayoría de los casos, sin embargo, con alimentos uniformemente estructurados o razonablemente homogéneos, las microondas son absorbidas en las capas exteriores de una manera en cierto modo similar al calor de otros métodos. Dependiendo del contenido de agua, la profundidad de la deposición de calor inicial puede ser de varios centímetros o más con los hornos de microondas, en contraste con el asado (infrarrojos) o el calentamiento convectivo (métodos que depositan el calor en una fina capa de la superficie de los alimentos). La profundidad de penetración de las microondas depende de la composición de los alimentos y de la frecuencia, siendo las frecuencias de microondas más bajas (longitudes de onda más largas) las más penetrantes. COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS EN EL HORNO Una onda es una perturbación que se propaga en un medio material, sea sólido, líquido o gaseoso. Las ondas presentes en un microondas pertenecen al espectro electromagnético. Es decir, son oscilaciones (elevaciones y depresiones) de un campo eléctrico y otro magnético que se desplazan en el espacio; exactamente igual que la luz visible (los colores del arco iris), los rayos X (con los que se hacen las radiografías) o las ondas de radio (que se desplazan desde la antena de la emisora hasta nuestro aparato receptor para que podamos escuchar las noticias). La única diferencia física entre todos estos tipos de radiación es su longitud de onda, que es la distancia entre dos elevaciones consecutivas. El conjunto de todas las ondas electromagnéticas de las distintas longitudes de onda forma el espectro electromagnético. En las microondas, micro (que significa “muy pequeño”) se refiere a una longitud de onda pequeña.Para todas las ondas, al igual que para la luz, hay materiales transparentes (las dejan pasar), traslúcidos (las deforman cuando los atraviesan) y opacos (les impiden el paso). Un material transparente para una determinada longitud de onda puede no serlo para otra. Por ejemplo, los tejidos del cuerpo humano son opacos a la luz visible pero transparentes a los rayos X que, en cambio, no pueden atravesar los huesos; por eso se utiliza este tipo de onda en las radiografías.Sin embargo, una caja de metal es opaca para cualquier longitud de onda. Por muchas ondas que haya fuera ninguna podrá entrar en la caja y viceversa. Este fenómeno, conocido como la jaula de Faraday, se puede comprobar envolviendo un aparato de radio en papel de aluminio. Dejamos de oír la radio porque las ondas electromagnéticas que recibe de la emisora no pueden entrar dentro de la _caja_ construida con papel de aluminio. Definamos Microondas: es la denominación que se le da a una parte del espectro electromagnético que se caracteriza por ser de baja energía con respecto a las demás, es decir que su radiación es de baja frecuencia. Su longitud de su onda electromagnética se encuentra entre los 1 mm y 10 cm. Su utilización esta generalizada entelecomunicaciones.
Ahora bien, un horno microondas es un electrodoméstico que con un dispositivo llamado Magnetrón, produce ondas electromagnéticas en el rango de las Microondas que generan movimiento de las moléculas de los alimentos (generalmente agua), en razón a la interacción electromagnética entre los campos magnéticos de dichas moléculas con los campos magnéticos generados por las Microondas, ello produce una "fricción" entre dichas moléculas que es lo que finalmente produce calor rápidamente. En el caso de los hornos microondas, la frecuencia de radio-ondas utilizada es aproximadamente 2500 Megahertz (2.5 gigahertz), estas frecuencias tienen una propiedad: son absorbidas por agua, grasas y azúcares, generando calor. Se requiere de cierta precaución en la utilización del microondas, porque genera una radiación que puede afectar comunicaciones locales del hogar, afectar el funcionamiento de aparatos técnicos-médicos que utilicen la misma frecuencia, afectar el marcapasos de alguna persona o afectar el microondas mismo en caso de que se utilicen recipientes de metal o materiales como papel aluminio que hacen rebotar las microondas contra las paredes, sin calentar el alimento. Estos equipos son cada vez más seguros, pero se debe tener precaución, así como se hace con los televisores. En cambio, las partículas o fotones de luz ultravioleta, son altamente energéticos, pueden causar cambios químicos en las moléculas orgánicas y pueden inducir mutaciones en los organismos vivos. Un microondas de ultravioleta, tendría efectos en cambios moleculares en los alimentos, llegando a cambiar el sabor y el color de las comidas, el calor se produciría muchísimo más rápido, pero con un riesgo a la salud del hombre más alto del comentado que para el microondas. Estos fotones de luz ultravioleta producen en las moléculas y células que componen los alimentos, "radicales libres", que hacen un tipo de transformación de las células y producen cáncer. En la actualidad de todas maneras, se utiliza la luz ultravioleta para desinfectar y esterilizar equipos médicos y salas para fabricación de medicamentos. Por ultimo esta el aspecto técnico, electrónico y económico, ya que para realizar un microondas de ultravioleta, se requieren recursos humanos, técnicos y científicos de mayor calidad y confiabilidad que harían este tipo de electrodoméstico inalcanzable para una gran cantidad de consumidores. ECUACIÓN DE ESTADO lo que se busca hacer es una ecuación de estado que nos permita saber la temperatura a la que se va a encontrar el alimento después de haber estado en el horno de microondas, y esta va a depender de la masa del alimento, del tipo del alimento, el tiempo que se encuentra el alimento en el horno de microondas y de la potencia del horno demicroondas.
TRANSFERENCIAS DE MATERIA Y ENERGÍA ya que es un sistema cerrado, la transferencia de materia no se da con el exterior, pero al momento de calentarlo una parte de su materia (agua o grasas) se pueden "perder", ya que el calor las va "transformar" en vapor de agua o en gotas de aceite, logrando deshidratar los alimentos, y el intercambio de energía que hay es el de el calor, las ondas van a lograr generar calor lo cual va a calentar los alimentos. Publicado 21st April 2013 por Anonymous23
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* microondas- sistema termodinámico.Datos personales
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