Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Microonde

Una ditta che produce contenitori per alimenti di diverso materiale 
scrive nelle che "sconsiglia" di mettere quelli in vetro nel forno a 
microonde. 
Da altra fonte apprendo che non bisogna mettere nel forno a microonde i 
contenitori in terracotta colorati. (forse il colore contiene 
componenti metallici?)
A me risultava che si può mettere nel forno a microonde tutto ciò che 
non sia metallico. Invece mi sembra che qui sia il contrario ovvero che 
non si può mettere niente che non sia espressamente autorizzato. 
Soprattutto non capisco perchè non si può mettere il vetro. 
Qualcuno ne sa qualcosa? Grazie 

 ha scritto nel messaggio 
news:200607160...@mynewsgate.net...

Non sono uno specialista in sistemi di cottura, ma da informazioni raccolte 
qua e là e per esperienze personali posso solo argomentare quanto segue:
certe plastiche non sono adatte all'utilizzo come contenitori per microonde 
perché a caldo potrebbero rilasciare composti nocivi (aditivi che vengono 
aggiunti ad alcuni materiali plastici per renderli più flessibili, elastici 
o comunque conferire caratteristiche meccaniche o estetiche diverse da 
quelle del materiale di base). Detti contenitori non dovrebbero essere 
adatti in generale all'uso alimentare ma come per il "DomoPak" film plastico 
sono comunque sugli scafali di ogni alimentarista.
Il vetro deve possibilmente essere di tipo "pirex" o vetroceramica, ovvero 
deve sopportare molto bene gli sbalzi di temperatura o riscaldamenti 
localizzati.
Assolutamente sconsigliato l'utilizzo di materiali con decorazioni in oro o 
argento o altro metallo come ornamento o accessorio. I piatti in ceramica 
con bordatura in oro ad esempio nel microonde tendono a generare scintille 
che a volte possono portare alla rottura del piatto stesso o a piccoli 
incendi.
Per i contenitori metallici assolutamente NO ad eccezzione di particolari 
cotture e modalità di utilizzo. 

 Qualcuno ne sa qualcosa? Grazie
-- 
Posted via Mailgate.ORG Server - 
http://www.Mailgate.ORG

 

Il vetro può rompersi se soggetto a sbalzi termici,
anche se di per sè non assorbe troppo nelle microonde.
Tutti i prodotti metallici, come dici, sono da evitare,
ma in generale nei contenitori adatti dovrebbe esserci
un apposito logo che indica la compatibilità con il
microonde. Sui cristalli non saprei, direi di evitare
di metterli nel microonde per la fragilità, non saprei
però se assorbono più del vetro. Un cristallo di boemia
contiene ossidi di sodio, il sodio è un metallo, ma
le sue proprietà elettroniche in presenza di ossigeno
sono molto modificate, analogamente il silicio del vetro
è circondato da ossigeno e non ha proprietà semiconcuttive
come le ha invece il silicio. 
Siccome i cristalli al piombo tugsteno si usano
nei rivelatori di particelle dei grandi acceleratori 
magari qualche fisico delle alte energie ne sa di più
di questi oggetti? Proprietà conduttive, elettroniche, 
struttura reticolare, frequenza di plasma?
Per il vetro ho trovato questa curva:
http://www.sciner.com/Opticsland/FS.htm
:
nonostante si vede un buon assorbimento
sopra i 4 micron di lunghezza d'onda il
vetro è usabile in un forno a microonde 
perchè assorbe comparativamente poco 
rispetto alle molecole d'acqua contenute
nel cibo che sono libere di ruotare e per
questo più efficienti nel convertire le 
microonde in agitazione termica delle molecole.
Qualcosa di simile si verifica per alcuni composti
plastici. La presenza di gruppi molecolari relativamente
liberi di muoversi ne determina elevate capacità
di assorbimento del calore, meno dell'acqua ma più
del vetro comune (silica). Altri prodotti plastici 
possono contenere piccoli quantitativi di molecole
d'acqua che gli conferiscono una elevata scaldabilità.
Quindi sempre meglio leggere le etichette d'uso. 


una piccola nota per completezza
alcuni microonde 'tollerano' la presenza di piccole quantità di
metallo
il mio per es consiglia esplicitamente di rivestire con stagnola alcune
parti degli alimenti per evitare che quociano troppo (per es, la coda
del pesce)
e consiglia di mettere un cucchiaino dentro la tazza se si vuole
scaldare l'acqua 
(... sinceramente non ricordo a che scopo)

 scaldare l'acqua 
Probabilmente per evitare che l'acqua si surriscaldi e possa mettersi a 
bollire improvvisamente quando disturbata (per esempio mentre la si tira 
fuori). Il cucchiaino dovrebbe servire a fornire nuclei di 
condensazione. Almeno questo e' quello che mi ricordo.
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

 bollente in un bicchiere. 
Aggiornamento: la ditta costruttrice appositamente interpellata mi 
comunica che " i contenitori  in vetro non si possono mettere nel forno a 
microonde perchè questo causerebbe il possibile scoppio degli stessi. "  
mahhhhh.....

 come le ha invece il silicio.
Un vetro è un materiale molto complesso. Nella composizione, vengono
usati prevalentemente degli ossidi (nel caso del vetro comune "da
finestre", ma esistono molte sostanze che possono essere chiamate
vetri). Questi possono avere una energia di legame più o meno forte
con l'ossigeno. Il sodio (oppure il potassio, il litio, tanto per
citare i più comuni) ha un'energia di legame bassa, che fa si' che si
trovi praticamente in forma ionica. Se riscaldato opportunamente, un
vetro puo' diventare conduttore, perché gli ioni possono muoversi
all'interno della struttura decisamente più solida formata dalla
silice e dagli altri materiali. La conduttività è di tipo ionico e
non elettronico come avviene nei metalli.
Questo fenomeno è usato nei processi di scambio ionico che permettono
di modificare le proprietà fisiche del vetro.
La temperatura a cui questo avviene dipende dalla composizione del
vetro e puo' variare tra quasi la temperatura ambiente (mi sembra che
dei vetri al litio siano usati come elettroliti in alcune batterie),
fino a qualche centinaio di gradi. Oppure, molto di più in un vetro
che non contiene modificatori come il sodio, come è il caso del Pyrex,
il quale è silice quasi pura, ottenuta con un interessante processo di
fabbricazione, che non fa intervenire le alte temperature necessarie a
lavorare normalmente questo materiale.
Oltretutto, se non mi ricordo male, il vetro di Boemia è un vetro al
piombo, il quale innalza l'indice di rifrazione e costituisce un vetro
poco adatto ad essere soffiato (difatti viene molato). A Venezia, si
preferiva un vetro al sodio, più adatto alla soffiatura.
Ma, ripeto, la composizione di un vetro è un lavoro che richiede
decenni di studi semiempirici. Lo studio delle proprietà di un vetro
è campo di ricerca aperto. Ci sono vetri di tanti tipi, anche diversi
da quelli con cui siamo abituati a che fare tutti i giorni.
Tutto questo lungo discorso per dire che pensare ad un vetro come
isolante puo' essere fallace, cosi' come viceversa pensare ad un
metallo come conduttore (un ossido spesso non lo è, eppure lo
contiene).

 contiene).
Quei vetri che studiavamo avevano sempre una conducibilità
che risultava un poco rompiscatole alle basse frequenze,
dato che a noi interessavano le proprietà di polarizzabilità.
Il meccanismo che si invoca per la conduzione è in verità 
più complesso di quello che ho accennato a proposito di 
conduzione ionica. Si parla di conduzione per hopping. Il che
significa che c'è un trasferimento di carica che coinvolge
sia la mobilità degli ioni sia trasferimento di elettroni
associato con reazioni chimiche che modificano la struttura
dei legami nel vetro. 


 contiene).
Mah .... Ci sono anche un sacco di solfuri dotati di 
conduttività metallica. Quindi ?
Ah, il vetro è un discreto isolante TERMICO. Questo è bene 
(perchè se ti sbrighi tiri fuori il bicchiere con l'acqua dentro 
che bolle, e non capita spesso scaldando sul fornello, eh he he) !
ciao
Soviet_Mario


Il vetro e la terracotta assorbono poco le microonde, ma si scaldano per 
conduzione se sono a contatto con sostanze che assorbono le microonde.
Questo riscaldamento puo' comportare due problemi:
* Se il vetro e' scaldato in modo disomogeneo e si dilata con il calore, 
la dilatazione non uniforme puo' provocare la rottura del vetro. Per 
esempio, se si pone una tazza che contiene acqua fino a meta', facendo 
bollire l'acqua la parte inferiore della tazza si scalda e si dilata, 
mentre la parte superiore rimane fredda e non dilatata.
* Se il vetro o la terracotta sono rivestiti con sostanze tossiche che 
ad alta temperatura reagiscono o si entrano in soluzione con l'acqua o 
con i grassi, si rischia di inquinare il cibo. Per esempio, i piatti 
ornamentali sono verniciati con vernici ricche di metalli pesanti e non 
ben fissate al substrato; se si scalda la minestra in un piatto del 
genere si finisce di mangiare una minestra ricca di piombo o di cadmio. 
Ma questo vale anche per un forno a gas.
-- 
     Carlo Milanesi
 
http://digilander.libero.it/carlmila

conduttività metallica. Quindi ?
Appunto! L'equazione metallo=conduttore, vetro=isolante non è valida.
Non parlavo di tipi di condittività in particolare.

 elettromagnetico che di fisica e chimica della diffusione nel vetro.
Già, mi ricorda il modo in cui si ottengono le fibre ottiche, è
di quello che parli o ti interessano altri regimi d'onda? 
Circa il meccanismo di hopping che dicevo era comunque
riferito a vetri che hanno una componente di conducibilità 
di tipo metallico o semiconduttore. Il fatto è che comunque 
può essere difficile discriminare questi contributi. Quello che ho 
enunciato, allo stato delle conoscenze è più una personale petizione 
di principio che altro. Ti accorgi da solo che un'energia di 
attivazione da 1 a 2  eV è allo stesso livello di quella che può
comportare significativi riarrangiamenti  della configurazione 
elettronica di un amorfo, sebbene questo sia più verosimile in 
un vetro altamente disordinato. E' un'ipotesi tutta da verificare
se in concreto si abbia una dinamica di stati localizzati con 
trasferimento di elettroni in silicati. 
Diversamente questo poteva verificarsi nei sistemi a base di 
idrocarburi che mi è capitato di studiare, o in alcuni polimeri. 
Quanto alla porosità mi 
sembra da escludere che si possa parlare di porosità in un 
sistema come una fibra ottica. Diversamente si può parlare di 
porosità in un sistema come una roccia silicata. Ed allora la
proprietà di conduzione diventa più complicata. La stessa 
conducibilità dipende dalla dimensione frattale nel caso di un
aerogel. Ma il fatto è che non si sa se si possa parlare o  meno
di dimensione frattale in rocce silicate e soprattutto non si dispone 
di buoni metodo di stima di questa grandezza. Perchè le esplorazioni
di una piccola area permesse da un microscopio atomico 
sono insensibili  alle macrostrutture.
Volevo aggiungere alcune osservazioni anche sul dialogo con
Mario, ma questo è già diventato un discorso fiume. Mi riservo
di interscambiare alle prossime occasioni.  


 di quello che parli o ti interessano altri regimi d'onda? 
Temo che la risposta sia risultata troppo dispersiva. 
Ho pensato di rinunciare per un attimo alle considerazioni
critiche e proporre un modello ultrasemplificato in cui
l'"hopping" degli ioni avviene in un reticolo fisso ed 
immutabile, il meccanismo è simile a quello più rudimentale 
proposto in un cristallo ionico per spiegare la conduzione 
mediante dislocazioni di Frenkel. Assumiamo di avere una barriera 
di 1 eV, per ioni  sodio e litio può scendere a .8 / .7 eV. Assumiamo 
schematicamente che a temperatura ambiente questi ioni si muovano 
entro un tetraedro del silicio con velocità di 300 m/s (ovvero 
l'ordine di grandezza della velocità di un atomo di azoto
libero in un gas, ma occorre tener conto del fatto che ioni
più leggeri di quattro volte saranno due volte più veloci), 
il tetraedro è grande circa 4 Angstrom. Allora la frequenza 
con cui l'atomo alcalino si imbatte nelle pareti del tetraedro 
è di circa 10^12 Hz. Supponiamo ora che al fine della dislocazione
la barriera sia appunto di 1 eV. Trovi che il rate con cui 
avviene uno spostamento quadratico medio di 4 Angstrom è 
10^12 exp(- 1/.026)Hz a temperatura ambiente. Ovvero circa 
2 x 10^(-5) Hz. Che sale a circa 5 k Hz per un atomo di litio.
Moltiplicando per 16 Angstrom^2 trovo il coefficiente di diffusione
in assenza di campi elettrici. Possiamo vedere l'effetto di un
campo elettrico come un leggero cambiamento delle barriere secondo
che lo ione diffonde in una direzione o in un altra. Questo
introduce una differenza nella diffusione verso destra rispetto
alla diffusione verso sinistra. Esprimendo il campo elettrico
in Volt/m trovo che per campo unitario la differenza di potenziale
ammonta a  4 e(-10) eV. Dunque la velocità di drift ammonterà
a circa: 
4 Angstrom x [4 e (-10)]/(.026) x 10^12 x exp(-1/.026) x s^(-1).
Circa 16 x 10^(-17) m/s. Moltiplicando per la densità ionica
trovo la corrente relativa ad una differenza di potenziale 
unitaria.  Numericamente assumendo uno ione per 4^3 Angstrom^3
trovo che in 1 m^3 stanno 10^30/4^3 ioni. Assumendo una carica
di un elettrone per ione trovo 2.5 10^9 Coulomb mobili per 
m^3. Ovvero 4 x 10^(-7) Ampere/m^2. 
Quindi 4 x 10^(-7) Ohm^(-1) x m^(-1) 
compatibile con l'ordine di grandezza di 10^9 Ohm cm di 
resistività che si osserva in questo genere di materiali. 
Abbiamo qui due tempi caratteristici: quello microscopico
di esplorazione di un tetraedro da parte dello ione e 
l'altro che è l'intervallo medio di permanenza dello ione
in un tedraedro. Una semplice riflessione mi convince
che questo secondo tempo è il tempo caratteristico da
considerare ai fini della valutazione della frequenza di
taglio. Infatti se il campo oscilla con periodo più alto
di questo tempo allora il campo mediamente cederà energia
allo ione e questo andrà a dissiparla nell'hopping. 
Diversamente, se il campo oscilla con periodo più breve,
possiamo dire che nell'intervallo fra due hopping l'energia
ceduta dal campo allo ione si media a zero.  Quindi per 
frequenze più alte della frequenza di hopping risulterà
dissipazione nulla. 
Non è usuale parlare di hopping con riferimento alla
diffusione ionica, perchè si invoca l'hopping con riferimento
agli elettroni, rimangono valide le riserve a priori che
elencavo di seguito circa il ruolo possibile di una dinamica
propria di diffusione di eterogeneità di carica elettronica.
Ad ogni modo riguardo a queste riserve esistono indicazioni
indirette che negano la loro rilevanza nel caso di silice.
D'altra parte la resistività nella silice pura è diversi ordini
di grandezza maggiore che nella silice ionica. Ma anche immaginando
che la presenza degli ioni possa alterare il contributo elettronico
è risultato possibile seguire indirettamente, con tecniche di
risonanza, il moto degli ioni e trovare un accordo quasi perfetto
fra dinamica ionica e corrente.
Fammi sapere se trovi utili queste formulette e questi ragionamenti,
in particolare nota che esiste un nesso fra la conducibilità 
e la frequenza caratteristica una volta che hai la densità
di ioni. Quindi se questo modello è valido allora dovrebbe
essere possibile controllarne la validità da misure di 
frequenza di decadimento della dissipazione e misure di conducibilità
nota che sia la composizione del vetro e la percentuale di ioni liberi
presenti. Da questi due numeri e da misure al variare della
temperatura si possono estrarre le energie di attivazione e le
frequenze caratteristiche. In linea di principio può risultare
che seguendo l'Arrehnius della frequenza caratteristica e 
quella della conducibilità si trovino energie di attivazione
leggermente diverse. Tuttavia dal punto di vista di uno sperimentale
è ragione di stupore il fatto che queste energie siano quasi
identiche, come mette in evidenza Schott nel suo libro di introduzione
ai vetri. (Schott è l'inventore del vetro Schott). 


 di 1 eV, per ioni sodio e litio può scendere a .8 / .7 eV.
Ho fatto un conticino sciocco. Ho considerato due triangoli piani
equilateri che confinano per un lato. Ho supposto che
in ogni vertice risieda una carica di 1elettrone. Allora mi
sono chiesto quanto vale l'energia potenziale per un elettrone
nel centro di uno dei triangoli e nel punto di mezzo del
lato di confine. Risulta che questo punto è ad energia
potenziale più bassa. (il contrario di quello che mi aspettavo
prima di fare il conto, ma è solo per avere un'idea degli ordini
di grandezza elettrostatici, perchè la geometria e l'energetica
è regolata dalla meccanica quantistica). Risulta che la differenza
di potenziale, se il triangolo ha lato di 4 Angstrom è di 1 eV.
 Ioni più piccoli risulteranno mediamente più schermati quindi le
differenze di energia più contenute. In conclusione questo modello
ultrasemplificato risulta in discreto accordo con le proprietà di
diffusione osservate per i cristalli, e prevede che in un cristallo
al sodio alla temperatura di 400 K non si produca un significativo effetto
di schermo per le microonde. Tuttavia questo effetto può cominciare
a verificarsi, debolmente, considerando ioni più piccoli e veloci.
Una curiosità: se uno considera due tipi di ioni in un vetro. Ad
esempio sodio e calcio. Risulta un fenomeno curioso. La diffusione
degli ioni calcio in presenza del sodio diventa più veloce.
--------------------------------
Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 > > elettromagnetico che di fisica e chimica della diffusione nel vetro.
Ho riflettuto sull'esercizio che avevo postato :
quello di calcolare il potenziale per un elettrone
in una configurazione con 4 cariche nei vertici di
due triangoli equilateri che hanno un lato in comune
bene, effettivamente se consideriamo cariche uguali,
esistono due posizioni di equilibrio entro i triangoli,
separate da una collinetta. La barriera di potenziale
e' proprio di 1 eV se le cariche ammontano alle cariche
di un protone ed il lato dei triangoli e' di 4 Angstrom.


 degli ioni calcio in presenza del sodio diventa più veloce.
Ehm... Mi ricorda ll'effetto di alcalino misto (mixed alkali effect).
Ci sono molte ricerche in merito.
Giovanni, ho letto con molto piacere quello che hai scritto ed i tuoi
interventi meriterebbero una risposta dettagliata contenente dati
sperimentali. Purtroppo, adesso non ho il tempo di farlo (spero di
poterlo fare tra qualche giorno, per quanto mi permette la mia limitata
competenza in materia), anche perché sto cercando una tesi di
dottorato che fra l'altro parla di spettroscopia di impedenza nel vetro
e che fornisce dei risultati di misura. Tuttavia, sembra che si sposti
da sola e da qualche giorno mi sta sfuggendo...