Question

(Unicamp-SP) Em um forno de micro-ondas, as moléculas de água contidas nos alimentos interagem
com as micro-ondas que as fazem oscilar com uma frequência de 2,40 GHz. Ao oscilar, as moléculas
colidem inelasticamente entre si transformando energia radiante em calor. Considere um forno de micro-
ondas de 1000 W que transforma 50% da energia elétrica em calor. Considere a velocidade da luz c = 3,0 ·
10 8 m/s.
a) Determine o comprimento de onda das micro-ondas.
b) Considere que o forno é uma cavidade ressonante, na qual a intensidade das micro-ondas é nula nas
paredes. Determine a distância entre as paredes do forno, na faixa entre 25 cm e 40 cm, para que a
intensidade da radiação seja máxima exatamente em seu centro.
c) Determine o tempo necessário para aquecer meio litro de água de 20 °C para 40 °C. O calor específico
da água é 4000 J/kg °C

Answer 1

Resposta:

a) 12,5 cm;

b) 31,25 cm;

c) 80 s

Explicação:

a) c = λ f ⇒ λ = c

f = 3,0 · 108

2,40 · 109

λ = 12,5 cm

b) A onda estacionária deve apresentar nós junto às paredes e um

ventre no centro. É fácil perceber que, para que isso ocorra, a distância D entre as paredes precisa ser um número ímpar i de λ

2 :

D = i λ

2 = i 12,5

2 ⇒ D = i 6,25 cm

Além disso, D tem de estar entre 25 cm e 40 cm.

Fazendo:

i = 1 ⇒ D = 6,25 cm (não serve)

i = 3 ⇒ D = 18,75 cm (não serve)

i = 5 ⇒ D = 31,25 cm (RESPOSTA)

i = 7 ⇒ D = 43,75 cm (não serve)

c) Potútil = 500 W m = 0,5 kg Δθ = 20 °C

Potútil = Q

Δt

Δt = Q

Potútil

= m c Δθ

Potútil

= 0,5 · 4 000 · 20

500

Δt = 80 s