QUESTÃO 4 - O cozimento rápido e eficiente dos fornos de micro-ondas fez deles um dos principais aparelhos nas cozinhas modernas. Discuta os mecanismos de transferência de calor associados com o cozimento de um frango em um forno de micro-ondas e um forno convencional e explique por que
Passo 1
O enunciado pede para comparar e discutir os mecanismos de transferência de calor no cozimento de um frango em dois tipos de forno — micro-ondas e convencional — e explicar por que o forno de micro-ondas costuma ser mais rápido e eficiente. O conteúdo envolve conceitos de condução, convecção, radiação térmica e aquecimento dielétrico.
Passo 2
No forno convencional, o frango é aquecido principalmente por três mecanismos combinados:
. Convecção do ar quente: o interior do forno é aquecido a altas temperaturas (tipicamente
–
C) e esse ar circulante transfere calor para a superfície do frango. A taxa de transferência por convecção é dada qualitativamente por
onde
é o coeficiente de convecção.
. Radiação térmica: as resistências ou as paredes quentes emitem radiação infravermelha que incide sobre a pele do frango, aquecendo-a diretamente.
. Condução interna: o calor absorvido na superfície penetra no interior do frango por condução, seguindo a lei de Fourier,
onde
é a condutividade térmica do tecido. Como a condução é relativamente lenta, o interior demora a alcançar a temperatura de cozimento.
Passo 3
No forno de micro-ondas, o principal mecanismo é o aquecimento dielétrico volumétrico:
. As micro-ondas (tipicamente
GHz) criam um campo elétrico oscilante que faz as moléculas de água e outras polares girarem e vibrar, convertendo energia eletromagnética em calor em todo o volume do frango, não apenas na superfície.
. Não há necessidade de aquecer o ar interno do forno nem as paredes; quase toda a energia vai diretamente para o alimento.
. A transferência interna de calor por condução ainda ocorre para suavizar gradientes, mas a fonte volumétrica uniforme reduz muito o tempo necessário para elevar a temperatura central.
Passo 4
Comparando os dois métodos:
- No forno convencional, todo o calor primeiro passa pelo ar e pela superfície, e só depois penetra por condução, o que é relativamente lento.
- No micro-ondas, o calor é gerado simultaneamente em toda a massa do frango, acelerando o aquecimento do núcleo.
- Menos energia é dissipada para o ambiente, pois não é preciso manter grandes volumes de ar ou paredes do forno muito quentes.
- Por outro lado, o forno convencional produz melhor caramelização e crocância da pele, pois atinge temperaturas superficiais mais elevadas.
Resposta
O forno convencional cozinha o frango por convecção do ar quente, radiação infravermelha e condução interna, aquecendo primeiro a superfície e depois o interior de modo relativamente lento. Já o forno de micro-ondas utiliza aquecimento dielétrico volumétrico, gerando calor diretamente em todas as moléculas de água do frango, o que acelera muito o aquecimento do núcleo e reduz perdas de energia, tornando o processo mais rápido e eficiente.