Tienes un horno de microondas que te permite configurar la potencia, \ $ P \ $ y el tiempo, \ $ \ tau \ $, durante los cuales calentarás algo.
También sabe que necesita llevar un objeto a una temperatura específica, \ $ T \ $, y mantenerlo a esa temperatura durante \ $ t \ $ minutos.
¿Podría explicar cómo obtener una fórmula y / o un modelo para tales fines?
La temperatura de un objeto en un microondas después de un tiempo arbitrario dependerá de varios factores, y no todos son fáciles de descubrir.
Además del tiempo y la potencia de entrada, también tiene la energía absorbida por el objeto que se calienta (solo porque es un microondas de 700W, no significa que siempre se entregan 700W, como un automóvil deportivo de 600 hp no siempre usa 600 hp ).
La cantidad de energía absorbida por el objeto dependerá de su composición ( calentamiento dieléctrico es el mecanismo medio para objetos no metálicos y puede ser bastante difícil de calcular a veces ... quiero decir, ¿alguien sabe la constante dieléctrica de un pollo?)
La ubicación también es importante ya que la mayoría de las microondas tienen lugares donde la energía de las microondas está más concentrada y los lugares donde es más débil, por lo que tendrá un efecto.
La absorción de las microondas es probablemente no lineal, por lo que las microondas podrían calentar el exterior más que el interior a medida que las microondas se adsorben en su viaje al centro ... (¿del pollo?)
La capacidad de calor / calor específica del objeto es importante ya que los objetos con un valor de calor específico más alto requieren más energía para Se calienta por la misma cantidad. P.ej. se necesita un poco más de 4 julios (o 4 vatios por segundo) para calentar 1 gramo de agua a 1'C, pero solo se necesita 0.13J para calentar un gramo de tungsteno o 14.3J para calentar un gramo de hidrógeno en la misma cantidad . Por lo tanto, el material dictará parcialmente qué tan rápido calentará ese objeto una fuente de alimentación fija.
También es importante conocer la capacidad de calor latente (energía de fusión o ebullición) ya que la fusión y la ebullición tienden a ocurrir en Una temperatura constante. Esta es la razón por la que el agua hirviendo normal llega a 100'C y permanece allí , no continúa aumentando la temperatura.
También es importante la tasa de pérdida de calor en el medio ambiente. Este tiene 3 formas, radiativa, conductiva y convectiva. Radiativa es radiación IR (es lo que ven las serpientes y las cámaras térmicas) y depende de la diferencia de temperatura del objeto frente a todo a su alrededor y sobre qué tan bien el objeto emite IR (los objetos negros emiten IR bien, las cosas brillantes no). Conducción es la pérdida de calor al tocar las superficies y depende de la diferencia de temperatura y la conductividad térmica de un objeto. Pérdida de calor por convección se basa en el movimiento del aire caliente que transporta el calor y porque implica una dinámica de fluidos, es una causa perdida. para calcularlo, lo cual es desafortunado porque para cualquier cosa que no sea muy conductora térmicamente o que brille de un color naranja brillante, suele ser la principal fuente de pérdida de calor.
Probablemente hay algo más que he olvidado, pero como puede ver, descifrar la rapidez con la que un microondas calienta las cosas no es un proceso sencillo. Pero eso no significa que no pueda sacar algunas conclusiones de algunas pruebas empíricas, inténtelo, pruebe algunos experimentos y vea qué sucede. Después de todo, el descubrimiento requiere experimentación :)
Lea otras preguntas en las etiquetas power temperature heat