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Perchè il metallo scintilla nel forno a microonde?

Mettete la ciotola nel microonde, premete il pulsante di accensione e all’improvviso vi prende il panico, mentre nella vostra cucina si scatena una performance di mini-fireworks. Il cucchiaio – avete dimenticato il cucchiaio nella ciotola!

Anche se i film possono farvi credere che questo scenario elettrico possa portare a un’esplosione di fuoco, la verità è che mettere il cucchiaio nel microonde non è necessariamente pericoloso. Ma perché esattamente il metallo genera scintille quando viene sottoposto a uno dei miracoli della tecnologia della metà del XX secolo?

Per rispondere a questa domanda, dobbiamo prima capire come funziona un forno a microonde. Il piccolo forno si basa su un dispositivo chiamato magnetron, un tubo a vuoto attraverso il quale viene fatto scorrere un campo magnetico. Il dispositivo fa girare gli elettroni e produce onde elettromagnetiche con una frequenza di 2,5 gigahertz (o 2,5 miliardi di volte al secondo).

Per ogni materiale, ci sono frequenze particolari alle quali assorbe la luce particolarmente bene, ha aggiunto, e si dà il caso che 2,5 gigahertz sia questa frequenza per l’acqua. Poiché la maggior parte delle cose che mangiamo sono piene d’acqua, questi alimenti assorbono energia dalle microonde e si riscaldano.

È interessante notare che 2,5 gigahertz non è la frequenza più efficiente per il riscaldamento dell’acqua. Questo perché l’azienda che ha inventato il microonde, Raytheon, ha notato che le frequenze altamente efficienti erano troppo buone nel loro lavoro. Le molecole d’acqua nello strato superiore di qualcosa come la zuppa assorbirebbero tutto il calore, quindi solo i primi milionesimi di pollice bollirebbero e lascerebbero l’acqua  fredda.

Ora, a proposito di quel metallo scintillante. Quando le microonde interagiscono con un materiale metallico, gli elettroni sulla superficie del materiale si scagliano in giro. Questo non causa alcun problema se il metallo è liscio dappertutto. Ma dove c’è un bordo, come ai lati di una forchetta, le cariche possono accumularsi e provocare un’alta concentrazione di tensione.

“Se è abbastanza alta, può strappare un elettrone da una molecola nell’aria”, creando una scintilla e una molecola ionizzata (o carica).

Le particelle ionizzate assorbono le microonde ancora più fortemente dell’acqua, quindi una volta che appare una scintilla, altre microonde vengono risucchiate, ionizzando ancora più molecole in modo che la scintilla cresca come una palla di fuoco.

Di solito, un tale evento può verificarsi solo in un oggetto metallico con spigoli vivi. Ecco perché “se si prende un foglio di alluminio e lo si mette in un cerchio piatto, potrebbe non scoccare affatto la scintilla” “Ma se lo si accartoccia in una palla, farà scintille velocemente”.

I metalli non sono gli unici oggetti in grado di generare uno spettacolo di luce in un forno a microonde. I video virali di internet hanno anche mostrato l’uva producendo scintille spettacolari di plasma, un gas di particelle cariche.

Riempiendo con acqua le sfere di idrogel – un polimero superassorbente usato nei pannolini usa e getta – i ricercatori hanno imparato che la geometria era il fattore più importante per generare scintille negli oggetti simili all’uva. Le sfere delle dimensioni di un grappolo d’uva si sono rivelate particolarmente eccellenti per la concentrazione delle microonde.

Le dimensioni dell’uva hanno fatto sì che la radiazione a microonde si accumulasse all’interno dei minuscoli frutti, producendo alla fine energia sufficiente a strappare un elettrone dal sodio o dal potassio all’interno dell’uva, ha aggiunto, creando una scintilla che è cresciuta fino a diventare un plasma.

 

Ultimo aggiornamento 2021-07-29 / Link di affiliazione / Immagini da Amazon Product Advertising API