¿Por qué un microondas no calienta el aire alrededor de la comida, además de la comida misma?

Estoy leyendo "Sobre la comida y la cocina" de Harold McGee, y en la sección "Cocina en microondas" escribe:

Dado que el aire en el horno no se calienta, los hornos de microondas no pueden dorar las superficies de la carne a menos que estén asistidos por un empaque especial o un elemento para asar. (Una excepción a esta regla son las carnes curadas como el tocino, que se secan tanto cuando se cocinan que pueden dorarse).

Mi pregunta es: si las ondas de radio generadas por un microondas atraviesan el aire para llegar a los alimentos que se cocinan, y dado que el aire está hecho de moléculas al igual que los alimentos, ¿por qué las ondas de radio no afectan las moléculas de aire? forma en que lo hacen las moléculas de los alimentos?

moléculas como la comida - Bueno, no todas las moléculas son iguales ;-)
Por la misma razón la luz pasa por una ventana y no por una pared. Las microondas atraviesan algunas cosas y son absorbidas por otras.
Podría ayudar pensar que el aire es en su mayor parte transparente a las ondas de radio. Similar a la forma en que las ondas de luz del sol calentarán tu cara más de lo que calientan el aire. Si el aire no fuera mayormente transparente, entonces el calor nunca llegaría a tu cara.
Porque las microondas calientan las moléculas de agua; no es un gran constituyente del aire
Si las microondas calentaran (y, por lo tanto, fueran absorbidas por) el aire de manera eficiente, su Wi-Fi funcionaría muy mal.
Tú mismo lo dijiste, sin darte cuenta lo que dijiste: "... las ondas de radio generadas por un microondas están pasando por el aire..."

Respuestas (4)

Con toda la radiación electromagnética, incluidas la luz visible y las microondas, la absorción depende de las moléculas que realizan la absorción. El aire es principalmente oxígeno y nitrógeno, y estos no se absorben muy bien en la frecuencia de 2,4 GHz que se usa en los microondas, mientras que los alimentos sí lo hacen. Mucho de esto se debe a la absorción muy eficiente por parte del agua, y casi todos los alimentos contienen una buena cantidad de agua.

Tenga en cuenta que el aire se calienta con el calor de la comida. Para tiempos de cocción cortos, este no es un gran efecto, pero para cosas que se cocinan por más tiempo es significativo.

Las microondas calientan el agua en el aire, calentando el aire un poco, pero no es suficiente para tener mucho efecto en la comida.
@GdD, cierto, pero cuánto, no estoy seguro. El espectro de absorción de la fase gaseosa del aire se encuentra principalmente en el infrarrojo medio/lejano (la espectroscopia de IR medio es mi trabajo y las características del valor del agua son un fastidio). No pude (fácilmente) encontrar un espectro de GHz, pero espero que la absorción sea muy débil, lo suficientemente débil como para ignorarlo dado que solo un pequeño porcentaje del aire es vapor de agua. Me pregunté al respecto, ya que, por supuesto, la comida caliente genera vapor, por lo que hay más vapor de agua en el aire. Sospecho, pero no puedo probar, que el mayor efecto será cuando esto se condense en las paredes, formando una capa absorbente de líquido.
-1: Esta respuesta es engañosa. La frecuencia no es crítica: es que el agua (a diferencia del oxígeno, el nitrógeno y la mayoría de las otras moléculas) es polar , es decir, tiene carga positiva en un lado y carga negativa en el otro, por lo que las moléculas giran rápidamente por el campo eléctrico oscilante. de las microondas. Ver aquí : "Es un error común pensar que los hornos de microondas calientan los alimentos al operar con una resonancia especial de las moléculas de agua en los alimentos. Como se señaló, los hornos de microondas pueden operar a muchas frecuencias".
@nanoman, notará que nunca dije nada sobre la resonancia , solo la amplia absorción. Específicamente, evité entrar en el nivel de detalle que se requeriría si comenzara a discutir la espectroscopia rotacional, o cualquier explicación de por qué la absorción difiere entre las moléculas, solo que difiere. Sí, es la naturaleza polar de las moléculas lo que es importante, pero eso fue demasiado detalle.
@Vino my Tenga en cuenta que el aire se calienta con el calor de la comida. cubre la transferencia y la convección en el aire. Mi comentario a GdD aborda la absorción de microondas por vapor de agua.
Como experimento para mostrar cuán importante es el agua, intente calentar algunos alimentos que tengan muy poco contenido de agua, como chips de tortilla (EE. UU.) / patatas fritas (Reino Unido). (Las papas frescas y crujientes, las papas fritas rancias están rancias porque han absorbido parte del agua del aire). Descubrirá que no se calientan muy bien en un microondas, aunque puede calentarlas en un horno convencional. muy bien Las papas fritas (nuevamente, las papas fritas de EE. UU. - Reino Unido se parecen más a las papas fritas estadounidenses y tienen mucha humedad) son otro ejemplo, pero tienden a tener más aceite, que también puede calentarse en un microondas.

Las microondas son en realidad fotones de menor energía que incluso la luz visible. Entonces no cocinan porque llevan grandes cantidades de energía por fotón, para impartir a todo lo que tocan.

Se cocinan por una sola razón: pueden tener menos energía, pero el agua y algunas otras moléculas de alimentos son dipolos eléctricos (lo que significa que su estructura coloca distintas cargas positivas y negativas separadas en diferentes lugares de la molécula) y, por lo tanto, rotarán rápidamente a medida que lo intenten. para alinearse con las ondas electromagnéticas en varios rangos de frecuencias de microondas (aunque no se trate de radiaciones ionizantes). Las microondas utilizadas en los hornos suelen tener frecuencias entre 900 millones y 2500 millones de Hz (ciclos por segundo). Esa rotación en efecto transfiere energía a la molécula y sus moléculas cercanas en forma de calor. Entonces, un microondas que pasa de la frecuencia correcta puede transferir fácilmentesu energía a una molécula de agua, y hacer que gire rápidamente o empuje a las moléculas cercanas, lo que se traduce como más caliente. No puede transferir fácilmente su energía a moléculas de nitrógeno u oxígeno en el aire, la mayoría de plástico/cerámica/vidrio se usa para recipientes de alimentos, etc.

Y eso es lo que hace un horno de microondas. Envía un torrente de fotones de baja energía a la cavidad, rebotan y cuando interactúan con las moléculas (y su energía se transfiere), es muy probable que se trate de agua, grasa y algunas otras moléculas que existen principalmente en los alimentos. No son absorbidos por el aire, por lo que el aire mismo no se calienta. (Algo así como el aire no está caliente debido a la luz visible que lo atraviesa).

Además de quizás algunos materiales especializados diseñados para el propósito, y cierta absorción de bajo nivel, cualquier calentamiento significativo de los recipientes, el aire, etc., solo ocurre debido a la energía transferida al agua en los alimentos, que luego calienta el aire y los recipientes a su vez. o se evapora como vapor.

Cita nanoman, comentario de otra respuesta: "Esta respuesta es engañosa. La frecuencia no es crítica: es que el agua (a diferencia del oxígeno, el nitrógeno y la mayoría de las otras moléculas) es polar, es decir, tiene carga positiva en un lado y carga negativa en el otro, por lo que las moléculas rotan rápidamente por el campo eléctrico oscilante de las microondas. Ver aquí ( wikipedia.org/wiki/Microwave_oven#Principles ): "Es un error común pensar que los hornos de microondas calientan los alimentos al operar con una resonancia especial de moléculas de agua en los alimentos. Como se ha señalado, los hornos de microondas pueden funcionar a muchas frecuencias".
Gracias. Fijación. Eso realmente vale la pena atraparlo. Lo siento, ignorante.+1
ok ahora :) También permite un buen segway sobre por qué poner cosas conductoras (metales) en el microondas es y NO es una mala idea: ingeniería.mit.edu /engage/ask-an-engineer/…

Todos los materiales (aire, agua, metal, plástico...) son más o menos conductores y proporcionalmente más o menos absorbentes de ondas de radio.

Cuanto más absorbe, menos material necesita para absorber una cantidad significativa (digamos el 90%) de la energía de las olas.

Para una frecuencia dada y un material dado, puede calcular la cantidad de material que necesita para capturar una cantidad dada de energía (calor).

Esto es una consecuencia del efecto piel.

Para el agua, la profundidad de la piel es de unos 4 cm para las microondas y el aire es de varios metros, como km.

En otras palabras, el 90% de la energía de microondas es absorbida por 4 cm de cualquier cosa que contenga agua, por ejemplo, comida.

Compre un horno que combine una parrilla y un microondas o incluso un horno completo y un microondas.

Pero recuerda que cuando usas el grill o el horno necesitas recipientes que aguanten el calor mientras que si usas el microondas necesitas recipientes que no tengan metal.

Así que si combinas microondas y tradicional sobre calor, necesitas un recipiente que ni tenga metal ni se derrita.

O primero use una configuración, luego mueva su carne a otro recipiente y use la otra configuración.

En la configuración de microondas, el aire se calentará un poco, al igual que el recipiente, pero no lo suficiente como para dorar la carne. Así es como funcionan los hornos de microondas, calientan el 'agua' en la comida, por lo que fácilmente la pondrán a hervir, pero no calientan el exterior de la comida.

esto no responde la pregunta
Dio una opción para obtener lo que pidió OP, pero ahora también tiene una explicación de por qué no lo hace en un horno MW.
@GdD: Para ser justos con Willeke, esta pregunta pertenece al sitio de física.
@James: Los hornos de microondas son una ayuda de cocina establecida y las preguntas sobre lo que puede/no puede hacer a nivel culinario (es decir, dorar la carne en este caso) están perfectamente en el tema.
Es por eso que señalé que hay hornos Microvvave que pueden hacer la tarea, al tener más opciones que solo microondas. Es la ayuda culinaria, no la explicación científica (que ya se dio en otra respuesta).
@Flater: Bueno, el OP no pregunta qué puede hacer un microondas, pregunta "por qué". La pregunta "¿Puede un microondas dorar la carne?" está en el tema. La pregunta "¿Por qué las ondas de radio no afectan las moléculas de aire?" es una pregunta de física (en mi opinión). Estoy bien si la pregunta está permitida en este foro, solo creo que el OP obtendría mejores respuestas en el sitio de física.