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Problème de fonctionnement d'un micro onde
Bonjour,
J'ai un exercice un peu compliqué à faire. Je n'ai réussi qu'à faire le I) et j'aimerais savoir si mes réponses sont justes. Aussi, je vous demande de l'aide pour le II).
Merci bcp pour votre aide
I)Fonctionnement énergétique d'un micro-onde
1. Relation entre U pour les aliments, la puissance P=Pray du rayonnement du micro-ondes et la durée
t de chauffage
==> U = Rray = P*
t ??
2. On place m=250g d'eau à O=20°C dans un calorimètre qui n'absorbe pas les micro-ondes et de capacité thermique négligeable dans un four à micro-ondes de 1000W. Calculer la variation d'énergie interne et la durée pour amener l'eau à 60° puis à 100°. c(eau)=4200kJ/kg/K
==> U = C*
O
U= c*m*
O
U = 4200*0.250*40
U = 42kJ ??
==> donc 42000J=1000* t donc
t=42000/1000=42s ??
3. Un micro onde affiche une puissance de 1000W pour une consommation électrique de 1350W, quel est son rendement r ?
==> r=1000/1350=0,74 donc r=74% ??
II)Cuisson des patates
1. Quelle est la quantité de chaleur reçue par n pommes de terres de masse 100g pour passer de 20° à 100°C ? En déduire la durée minimum t1 de fonctionnement du micro-ondes pour une montée en température des patates avec c(patates)=4000J/kg/K.
==> comment faire ??
2. Il faut conserver les patates à une température de 100°C en fournissant une puissance minimale. On voit que un sac en plastique contenant n=5 patates sorti du four à 100°C met 10min pour atteindre une température de 60°. Quelle est la puissance P' des pertes thermiques de ce refroidissement ?
==> Il y a surement une formule mais laquelle ?
Quel est l'ordre de grandeur de la puissance du micro onde nécessaire pour compenser ces pertes ?
==> comment faire ??
3. Une personne laisse les patates chauffer à 1000W pendant plusieurs minutes supplémentaires au lieu de réduire la puissance. Pourquoi les patates risque t-elles d'exploser et pourquoi est-ce du gachis ?
==> parce que si l'on chauffe de trop la patate, les molécules d'eau contenues dans les patates sont trop agitées et donc la patate explose, elle se détériore, ce n'est plus une patate donc c'est du gâchis ??
4. Une autre personne cuit n pommes de terres de 100g, non épluchées dans un sachet plastique et le met dans le micro onde à la puissance maxi de 1000W pendant une durée 1=n*40s. Ensuite, il diminue la puissance à 200W pendant une durée
t2 = 5min. Quelles sont les 3 intérêts du sachet en plastique vaguement fermé ? Justifier.
==> le sac en plastique peut limiter les ondes du micro onde ??
==> le reste je ne sais pas du tout
Bonjour,
Attention à l'énoncé : I-2) ….c(eau)=4200J/kg/K, pas c(eau)=4200kJ/kg/K
Pour I :
D'accord avec tes réponses.
Pour II :
1) n patates de 100g = n.100 g, puis même méthode que pour I, avec
m = 100.n au lieu de 0,250
c = 4000 au lieu de 4200
delta tempér. = 80
On trouvera évidement un résultat fonction du nombre n de patates.
2) Les pertes thermiques dans le four vont être considérées comme les mêmes que dans le sac en plastique. Il faut faire aussi l'approximation que les pertes thermiques sont linéaires de 100°C à 60°C (ce qui n'est pas le cas dans la réalité, mais on se contente ici d'approcher la réalité). On dira donc qu'il y a eu une certaine quantité d'énergie thermique (celle qui correspond à 5 patates et à delta tempér. 40°C) qui a été dissipée en 600 sec , d'où une puissance P' de dissipation (énergie / temps) qu'il faudra compenser par une puissance de chauffe de même valeur pour conserver la température de 100°C.
3) D'accord avec ta réponse, en particulier au dessus de 100°C la pression de la vapeur d'eau est supérieure à la pression atmosphérique normale et si la montée en température est rapide, la pression des petites poches d'eau contenues dans la patate n'a pas le temps d'être évacuée et finit par faire exploser la patate.
L'explosion de la patate constitue un gâchis car même si l'on voulait l'utiliser en purée, il serait très difficile de récupérer toutes les éclaboussures, surtout celles qui sont dans les coins au fond du four. De plus elles risqueraient d'être souillées.
4) Intérêts du sachet en plastique :
Limiter la dessiccation des pommes de terre
Limiter les salissures en cas de projection
Limiter les pertes thermiques des patates
Je ne pense pas que l'effet sur les micro-ondes soit notoire.
Bon courage.
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