¿Se puede ajustar un horno de microondas para descongelar bien? [cerrado]

Los hornos de microondas típicos descongelan mal porque el agua líquida absorbe su radiación mucho mejor que el hielo. Entonces, una vez que una mancha se derrita, subirá rápidamente a la temperatura de cocción mientras el resto de la comida permanece congelada. ¿Sería posible construir un horno que use microondas absorbidas preferentemente por hielo, para que descongele bien? Presumiblemente, tal horno sería ineficiente para cocinar, pero igualmente valioso.

"porque el agua líquida absorbe su radiación mucho mejor que el hielo". ¿Está usted seguro de eso? Creo que el agua a 0 C absorbe más energía de microondas que el agua a, digamos, 50 C, ya que las pérdidas dieléctricas de agua aumentan al disminuir la temperatura. Echa un vistazo a la constante dieléctrica en Wikipedia.
@BobD, no sé cuánta diferencia hace la temperatura, pero la fase hace una gran diferencia. El agua en fase líquida , a cualquier temperatura, absorbe mucha más energía de las microondas que el agua en fase sólida. (Vea la respuesta de Cort Ammon, a continuación).
@SolomonSlow Buen punto. No revisé para ver si 0 C era estrictamente fase de agua.
No creo que haya bandas de microondas en las que la absorción de hielo sea mayor que la del agua.

Respuestas (3)

Sería muy difícil hacerlo. Las microondas calientan añadiendo energía a las frecuencias resonantes de las moléculas. El hielo y el agua tienen rangos muy diferentes :

La facilidad del movimiento depende de la viscosidad y la movilidad de las nubes de electrones. En el agua, estos dependen de la fuerza y ​​extensión de la red de enlaces de hidrógeno. En el agua líquida libre, este movimiento se produce a frecuencias de GHz (microondas), mientras que en el agua "ligada" más restringida se produce a frecuencias de MHz (ondas de radio cortas) y en el hielo a frecuencias de kHz (ondas de radio largas).

Una onda de radio en la región de GHz tiene menos de 1 m de largo, lo que hace que sea fácil trabajar con ella en los espacios con los que tiene que trabajar un microondas y que sea fácil de generar con antenas de tamaño razonable. Resulta que las microondas deben operar en la banda de 2.450 GHz porque esa es la banda asignada a las microondas por la FCC. Esa es una longitud de onda de aproximadamente 12 cm, por lo que las antenas son muy razonables.

Más cerca de 1kHz, región conocida como VLF , encontramos longitudes de onda de casi 3000km. Esto significa que nuestras antenas tienen que ser mucho más cortas que su longitud de onda asociada, lo que las hace mucho menos eficientes. La mayor parte de la energía de una antena de este tipo en realidad no se emite desde la antena. Por lo general, se envía a tierra como "desecho". Tendría que consultar a un experto en antenas para obtener una respuesta real, pero una eficiencia del 10 % no es desconocida para las antenas VLF.

¿Estás diciendo que un horno de microondas es 10% eficiente?
Por cierto, la frecuencia de un horno de microondas es de 2450 MHz, lo que corresponde a una longitud de onda de unos 12 cm.
@BobD Ahh, es bueno saber sobre la longitud de onda. ¡Me estaba enfocando solo en el agua, y ni siquiera pensé en molestarme en buscar la longitud de onda real en la que operan las microondas! En cuanto a la eficiencia, el número del 10% fue del artículo de wiki sobre antenas VLF. Las antenas VLF son mucho menos eficientes que otras debido a lo grande que es la longitud de onda.
Según Wikipedia, la eficiencia típica de un horno de microondas es de alrededor del 65 %.
Y esa sería la potencia de salida indicada por los fabricantes dividida por la potencia de entrada eléctrica.
La idea de que "las microondas calientan agregando energía a las frecuencias resonantes de las moléculas" es errónea. Busque los niveles de energía para los modos de rotación de las moléculas de agua. Ninguno de ellos está cerca de la salida de 12 cm de los hornos de microondas.
@Dwin aquí hay una fuente de ejemplo que describe cómo el hielo y el agua son diferentes en el microondas.
Dijiste que los hornos usaban frecuencias que estaban en o cerca de las "frecuencias resonantes". Ese diagrama de nivel de escuela primaria no dice nada sobre frecuencias y mucho menos una discusión sobre resonancia mecánica cuántica.
El artículo de Wikipedia sobre calentamiento dieléctrico tiene una sección sobre "penetración" que es paralela a mi análisis y piensa que sería un mal diseño usar frecuencias en resonancia. A una frecuencia resonante, la absorción sería alta y solo la superficie de los artículos colocados en el horno recibiría transferencia de energía mientras que los centros permanecerían fríos.

Para "sintonizar" un horno de microondas para manejar la descongelación diferente de la cocción, creo que necesitaría más de una frecuencia de microondas y no creo que eso suceda ya que la FCC establece el rango de frecuencia y la frecuencia de 2450 MHz tiene convertirse en el estándar de la industria. Incluso si el rango permitido por la FCC permitiera otra frecuencia más favorable para el hielo, probablemente aumentaría el costo más de lo que valdría para los consumidores.

Hasta donde sé, el ciclo de descongelación en todos los hornos de microondas implica variar los tiempos de encendido y apagado. Los tiempos de encendido y apagado más cortos descongelan de manera más uniforme. Sin embargo, también tomaría más tiempo descongelar y los usuarios ahora esperan que todo suceda rápidamente en un horno de microondas. Termina siendo un compromiso.

Espero que esto ayude.

Hay una manera de hacer esto, de la siguiente manera. Se puede construir una trampa para el agua derretida dentro de la cavidad del microondas utilizando el mismo material (lámina de metal perforada delgada) que se usa para bloquear la transmisión de microondas a través de la ventana de la puerta del horno. Dentro de esa trampa, coloca un vaso de precipitados para atrapar el derretimiento, que gotea en la trampa a través de un pequeño orificio en la parte superior.

Una vez dentro de la trampa, las microondas dentro de la cavidad ya no pueden calentar el agua y esas microondas pueden usarse para derretir el hielo.

Esto realmente no funcionará. El agua generalmente no es libre de fluir. Está en la carne de pollo, frijoles u otros alimentos.
Diseñé un producto que funciona de acuerdo con este principio, pero para cosas en las que el agua puede escapar fácilmente, por lo que entiendo su punto. Además, existe una fuerte tendencia a que los alimentos, una vez descongelados, comiencen a cocinarse mientras el resto permanece congelado...