Um forno de micro-ondas é projetado para, mediante um processo de ressonância, transferir energia para os alimentos que necessitamos aquecer ou cozer. Nesse processo de ressonância, as moléculas de água e alimento começam a vibrar, produzindo calor necessário para o cozimento ou o aquecimento. A frequência de ondas produzidas pelo forno é da ordem de 2,5 x 10^9 Hz, que é igual à frequência própria de vibração da molécula de água.
a) Qual o comprimento das ondas do forno?
b) Por que os fabricantes de forno micro-ondas aconselham aos usuários não utilizar invólucros metálicos para envolver os alimentos?
a) Qual o comprimento das ondas do forno?
b) Por que os fabricantes de forno micro-ondas aconselham aos usuários não utilizar invólucros metálicos para envolver os alimentos?
Passo 1
Vamos resolver um exercício sobre como os micro-ondas funcionam para aquecer alimentos. O problema aborda conceitos de ondas eletromagnéticas, especificamente a relação entre frequência e comprimento de onda. Para resolver, vamos precisar usar a fórmula que relaciona a velocidade da luz com a frequência e o comprimento de onda.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a relação entre a velocidade da luz ($ c
f
\lambda $):
Aqui, $ c $ é a velocidade da luz no vácuo, que é aproximadamente $ 3 \times 10^8 $ metros por segundo ($ m/s $).
Passo 3
Queremos encontrar o comprimento de onda ($ \lambda $) das ondas produzidas pelo forno de micro-ondas. Para isso, vamos rearranjar a fórmula para isolar $ \lambda $:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores conhecidos na fórmula. A frequência ($ f $) fornecida no problema é $ 2,5 \times 10^9 $ Hz. Então:
Passo 5
Fazendo a divisão:
Passo 6
Agora, vamos responder à letra b). Os fabricantes aconselham a não usar invólucros metálicos para envolver os alimentos no micro-ondas. Isso ocorre porque metais refletem as ondas de micro-ondas.
Passo 7
Quando as micro-ondas são refletidas pelos metais, elas podem causar faíscas e até choques elétricos dentro do forno. Além disso, a reflexão impede que as ondas penetrem nos alimentos de forma eficaz, reduzindo a eficiência do aquecimento.
Resposta
b) Porque os metais refletem as micro-ondas, o que pode causar faíscas e impedir o aquecimento adequado dos alimentos.