Fisica nel microonde: Sapone a microonde

* Supervisione di un adulto consigliato

Cosa facevano le persone prima delle microonde? Immaginate di dover usare il forno per riscaldare la pizza avanzi o un popper aria per fare popcorn else e in quale altro modo si potrebbe fare queste sculture di sapone incredibili??

Avvertenza

  • Non lasciare il microonde incustodito durante l’attività.
  • Anche se il riscaldamento sapone nel forno a microonde non danneggia il vostro forno a microonde o il cibo si riscalda in esso in un secondo momento, farà sì che il forno a microonde a odore di sapone per un paio d’ore.
  • Non posizionare il metallo nel microonde.

Cosa ti serve

  • Saponetta (Ivory® funziona bene)
  • Microonde
  • Piatto di carta/contenitore di plastica poco profondo

Cosa fare

  1. Posizionare il sapone sulla piastra (o contenitore poco profondo) e metterlo nel microonde.
  2. Impostare il forno a microonde per 2-3 minuti, accenderlo e guardare il sapone per tutto il tempo. Che succede? (sapone nel forno a microonde)
  3. Lasciare raffreddare il sapone per alcuni minuti e poi portarlo fuori dal forno a microonde. Come ci si sente? Rompere un pezzo e farlo scorrere sott’acqua. Si comporta ancora come sapone?
  4. Assicurati di spazzare via il microonde quando hai finito!

Che succede?

La parte “microonde” di “forno a microonde” in realtà si riferisce a come il cibo (o qualsiasi altra cosa si mette dentro) viene riscaldato nel forno a microonde. In un precedente esperimento abbiamo parlato di come la luce infrarossa fa parte dello spettro elettromagnetico e ha lunghezze d’onda leggermente più lunghe della luce visibile (rossa, blu, ecc.). Le microonde sono un altro tipo di luce e hanno lunghezze d’onda ancora più lunghe rispetto alla luce infrarossa.

Questo spettro elettromagnete mostra tutti i diversi tipi di luce in ordine dalla lunghezza d'onda più lunga alla più breve. Immagine per gentile concessione della NASA.

Questo spettro elettromagnetico mostra tutti i diversi tipi di luce in ordine dalla lunghezza d’onda più lunga alla più breve. Immagine per gentile concessione della NASA.

I forni a microonde inviano onde microonde avanti e indietro attraverso il cibo. Ciò fa sì che le molecole di acqua, grasso e zucchero nel cibo ruotino e si scontrino l’una con l’altra, producendo calore. Questo è diverso dal riscaldamento del cibo in un forno o su una stufa, che sono entrambi basati sul riscaldamento per convezione.

Le microonde vengono create all'interno di un forno a microonde. Mentre viaggiano avanti e indietro attraverso il cibo (o il sapone) nel microonde, causano alcuni tipi di molecole a ruotare e colpire l'un l'altro. Questo produce calore. Immagine per gentile concessione di spiegare quella roba!Una pentola d'acqua sulla stufa si riscalda per convezione. Il bruciatore riscalda l'acqua più vicina ad esso, rendendo lo strato inferiore dell'acqua più caldo del resto dell'acqua. Ma l'acqua fredda è più densa dell'acqua calda, quindi affonda sul fondo e costringe l'acqua calda fino alla cima della padella. Quest'acqua viene riscaldata dal bruciatore fino a quando non è più calda dell'acqua sopra di essa, e il ciclo continua a ripetersi. Immagine gentilmente concessa da NOAA.

A sinistra: le microonde vengono create all’interno di un forno a microonde. Mentre viaggiano avanti e indietro attraverso il cibo (o il sapone) nel microonde, causano alcuni tipi di molecole a ruotare e colpire l’un l’altro. Questo produce calore. Immagine per gentile concessione di spiegare quella roba!

A destra: Una pentola d’acqua sul fornello si riscalda per convezione. Il bruciatore riscalda l’acqua più vicina ad esso, rendendo lo strato inferiore dell’acqua più caldo del resto dell’acqua. Ma l’acqua fredda è più densa dell’acqua calda, quindi affonda sul fondo e costringe l’acqua calda fino alla cima della padella. Quest’acqua viene riscaldata dal bruciatore fino a quando non è più calda dell’acqua sopra di essa, e il ciclo continua a ripetersi. Immagine gentilmente concessa da NOAA.

Popcorn “pop” nel microonde perché le molecole d’acqua all’interno del kernel si trasformano in vapore mentre il kernel si riscalda. Ciò aumenta la pressione all’interno del kernel, portando infine a un’esplosione quando lo strato esterno del kernel non può più resistere alla pressione. Il sapone si espande per un motivo simile.

Popcorn prima e dopo che si apre

Popcorn prima e dopo che si apre.

Il sapone contiene piccole sacche d’aria che hanno il vapore acqueo intrappolato all’interno di esse. Come l’umidità all’interno di un kernel popcorn, il vapore acqueo all’interno di sapone si riscalda quando il forno a microonde è acceso. Questo porta ad aree di alta pressione all’interno del sapone. Alla fine le “pareti” ammorbidite della barra non riescono a resistere alla pressione e il sapone inizia a bolle ed espandersi. Come il sapone si raffredda si irrigidisce ma mantiene la sua nuova forma.

Prova questo!

  • Posizionare sapone avorio e alcune altre marche di sapone bar in un lavandino pieno d’acqua. Quali galleggiano? Cosa ti dice di quanta aria è intrappolata in ogni marca di sapone?
  • Riscaldare altre marche di sapone nel forno a microonde. Quali si espandono di più?
  • Scaldare con cura una saponetta in una padella sul fuoco. Che succede? Come si confronta con quello che è successo quando hai riscaldato il sapone nel microonde?

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