Micro onde: Temps de chauffe dépend de la quantité d'aliment
SCIENCES ET TECHNIQUES
+ DE 2 ANS
Le 14/11/2019 à 10h51
265 vues
Question d'origine :
Bonjour,
En voulant réchauffer une tasse de thé au micro onde, j'ai voulu réchauffer en même temps une théière d'eau. Ce à quoi on m'a fait remarquer que ce serait plus long. Non, ai-je rétorqué, ce sont des ondes qui traversent les aliments et donc qu'il y ait une tasse ou deux le temps de chauffe sera le même.
Après une recherche sur les guichets du savoir je n'ai pas vu dans les titres traitant des micro ondes, de sujet traitant de ma question.
En revanche j'ai lu sur wikipedia ceci: "La partie absorbée est transformée en énergie calorifique et c'est grâce à elle que l'aliment chauffe. La partie non absorbée est transmise ou réfléchie." qui me fait fortement douter de ma réponse.
En effet s'il il y a "absorption" il y a perte d'énergie et j'auraii donc eu tort.
Merci pour votre réponse.
Jacques.
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 15/11/2019 à 16h55
Bonjour,
Heureux de voir qu'une de votre première démarche de recherche a été de regarder dans les anciennes questions posées au Guichet du savoir !
Bien que certains intitulés des questions posées ne soient pas très précis, les ressources utilisées et citées sont parfois éclairantes/
Ainsi dans cette question sur le risque de chauffer du lait au micro-ondes, un document de l'Organisation mondiale de la santé stipule :
Les micro-ondes sont réfléchies, transmises et absorbées par les matériaux dans leur trajet, d'une manière similaire à la lumière. Les matériaux métalliques réfléchissent totalement les micro-ondes alors que les matériaux non métalliques comme le verre et quelques plastiques sont généralement transparents aux micro-ondes.
Les matériaux contenant de l'eau, par exemple les produits alimentaires, les liquides ou les tissus corporels, absorbent facilement l'énergie des micro-ondes, qui est alors transformée en chaleur. (source originale)
Et encore dans la même question :
Comment les fours à micro-ondes fonctionnent-ils ?
Dans un four à micro-ondes, les aliments sont cuits par exposition aux micro-ondes. Les micro-ondes constituent une forme d'énergie électromagnétique des radiofréquences (RF). Lorsque ce type d'énergie entre en contact avec des aliments, l'énergie absorbée entraîne la mise en rotation des molécules d'eau que contiennent ces aliments. Ce mouvement génère de la friction entre les molécules et produit une augmentation rapide de leur température. L'énergie micro-ondes engendrée par le magnétron est transférée à la cavité du four par une section de guide d'ondes (2450 mégahertz [MHz] pour la majorité des fours conventionnels). Un agitateur (ou diffuseur rotatif) distribue l'énergie micro-ondes plus ou moins uniformément à l'intérieur du four.
Enfin, de bonnes explications, bien qu'un peu techniques sont présentées sur le forum futura-sciences :
Pour chauffer un plat, il faut E d'énergie pendant un temps d'exposition t.
Hypothèse 1:
On va dire que, l'énergie délivré par le µ-ondes est directement proportionnel au temps d'exposition .
E(t) = C . t , C étant une constante
Lorsque l'on chauffe plusieurs plat dans un micro-ondes, une partie de l'énergie normalement perdue est utilisée pour chauffer les autres plats
donc pendant un temps d'exposition t, on utilisera
E = C' . t énergie pour chauffer les plats avec C' = C + Cr
C étant le coefficient qui permet de chauffer normalement un plat et Cr le coefficient des ondes perdue qui permettent de chauffer les autres plats
Si l'on a n plat dans un µ ondes alors pendant un temps d'exposition t on aura :
C . t d'énergie qui chauffera les n plats , soit C . t / n d'énergie utilisée pour un seul plat
et l'on aura Cr . t d'énergie (en réalité n fois Cr.t / n) qui permettra de chauffer n-1 plats
Donc l'énergie reçue par chaque plat sera
C . t / n + (n-1) * Cr*t/(n*(n-1) = (Cr + C) * t / n
Or l'on sait que pour chauffer un plat de masse M afin d'attendre une certaine température T il faut
E_m énergie E_m = C * tm
Or pour chauffer n plats il faut que le plat le plus lourd reçoive l'énergie nécessaire
Donc pour que le plat le plus lourd reçoive l'énergie nécessaire il faut l'exposer pendant une période de:
C * tm = (Cr+C) * t / n
d'où t = n * C * tm / (Cr+C)
Données numériques :
Pour chauffer un plat de masse M, on sait qu'il faut 30 secondes
et que 75 % de l'énergie sert normalement a chauffer un plat
que 5 % de l’énergie peut servir à chauffer les autre plats et que 20% de l'énergie est normalement perdue alors le temps d'exposition pour chauffer n plats sera
t = n * 30 * 75/80
soit pour 2 plats 56.25 sec
3 plats = 84.38 secs etc
-----
Sachez toutefois que "La pénétration des micro-ondes dans les denrées alimentaires est liée à la puissance de l'émetteur (le magnétron). Leur action directe est très intense en surface et diminue à mesure de leur pénétration à cœur". (In Technologie d'électroménager : la cuisson)
Heureux de voir qu'une de votre première démarche de recherche a été de regarder dans les anciennes questions posées au Guichet du savoir !
Bien que certains intitulés des questions posées ne soient pas très précis, les ressources utilisées et citées sont parfois éclairantes/
Ainsi dans cette question sur le risque de chauffer du lait au micro-ondes, un document de l'Organisation mondiale de la santé stipule :
Les micro-ondes sont réfléchies, transmises et absorbées par les matériaux dans leur trajet, d'une manière similaire à la lumière. Les matériaux métalliques réfléchissent totalement les micro-ondes alors que les matériaux non métalliques comme le verre et quelques plastiques sont généralement transparents aux micro-ondes.
Les matériaux contenant de l'eau, par exemple les produits alimentaires, les liquides ou les tissus corporels, absorbent facilement l'énergie des micro-ondes, qui est alors transformée en chaleur. (source originale)
Et encore dans la même question :
Comment les fours à micro-ondes fonctionnent-ils ?
Dans un four à micro-ondes, les aliments sont cuits par exposition aux micro-ondes. Les micro-ondes constituent une forme d'énergie électromagnétique des radiofréquences (RF). Lorsque ce type d'énergie entre en contact avec des aliments, l'énergie absorbée entraîne la mise en rotation des molécules d'eau que contiennent ces aliments. Ce mouvement génère de la friction entre les molécules et produit une augmentation rapide de leur température. L'énergie micro-ondes engendrée par le magnétron est transférée à la cavité du four par une section de guide d'ondes (2450 mégahertz [MHz] pour la majorité des fours conventionnels). Un agitateur (ou diffuseur rotatif) distribue l'énergie micro-ondes plus ou moins uniformément à l'intérieur du four.
Enfin, de bonnes explications, bien qu'un peu techniques sont présentées sur le forum futura-sciences :
Pour chauffer un plat, il faut E d'énergie pendant un temps d'exposition t.
Hypothèse 1:
On va dire que, l'énergie délivré par le µ-ondes est directement proportionnel au temps d'exposition .
E(t) = C . t , C étant une constante
Lorsque l'on chauffe plusieurs plat dans un micro-ondes, une partie de l'énergie normalement perdue est utilisée pour chauffer les autres plats
donc pendant un temps d'exposition t, on utilisera
E = C' . t énergie pour chauffer les plats avec C' = C + Cr
C étant le coefficient qui permet de chauffer normalement un plat et Cr le coefficient des ondes perdue qui permettent de chauffer les autres plats
Si l'on a n plat dans un µ ondes alors pendant un temps d'exposition t on aura :
C . t d'énergie qui chauffera les n plats , soit C . t / n d'énergie utilisée pour un seul plat
et l'on aura Cr . t d'énergie (en réalité n fois Cr.t / n) qui permettra de chauffer n-1 plats
Donc l'énergie reçue par chaque plat sera
C . t / n + (n-1) * Cr*t/(n*(n-1) = (Cr + C) * t / n
Or l'on sait que pour chauffer un plat de masse M afin d'attendre une certaine température T il faut
E_m énergie E_m = C * tm
Or pour chauffer n plats il faut que le plat le plus lourd reçoive l'énergie nécessaire
Donc pour que le plat le plus lourd reçoive l'énergie nécessaire il faut l'exposer pendant une période de:
C * tm = (Cr+C) * t / n
d'où t = n * C * tm / (Cr+C)
Données numériques :
Pour chauffer un plat de masse M, on sait qu'il faut 30 secondes
et que 75 % de l'énergie sert normalement a chauffer un plat
que 5 % de l’énergie peut servir à chauffer les autre plats et que 20% de l'énergie est normalement perdue alors le temps d'exposition pour chauffer n plats sera
t = n * 30 * 75/80
soit pour 2 plats 56.25 sec
3 plats = 84.38 secs etc
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Sachez toutefois que "La pénétration des micro-ondes dans les denrées alimentaires est liée à la puissance de l'émetteur (le magnétron). Leur action directe est très intense en surface et diminue à mesure de leur pénétration à cœur". (In Technologie d'électroménager : la cuisson)
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