Giovanni Bramanti ha scritto:
> > Beh, i conduttori in generale sono da evitare.
>
> Anche una soluzione salina � conduttrice :-), ma
> non per questo eviti di metterla nel microonde,
> direi che un poco dipende dal coefficiente di
> conduzione, un poco dagli altri coefficienti
> cinetici.
Hai perfettamente ragione. Diciamo che dipende dai casi e da che cosa
vogliamo scaldare.
> Su un'altra pagina che avevo consultato trovavo che
> i cristalli al piombo sono cristalli in cui il piombo
> � nello stato di ossido con elevata percentuale e lo
> stesso per il sodio. Tieni presente che la diffusione
> di ioni in una matrice compatta allo stato solido �
> comunque molto difficile, la differenza con la conducibilit�
> in un liquido � nello schermo di Debye Huckel. La natura
> altamente interconnessa del network vetroso fa si che
> come la struttura del vetro non facilita il passaggio
> degli ioni, allo stesso modo non si coordina a schermare
> questi ioni. I due fattori sono in competizione. Quello
> che so per� � che il fattore principale che facilit� la
> conducibilit� ionica in un vetro sotto la temperatura
> di transizione vetrosa � la porosit�.
Puoi spiegarmi meglio questo fatto? Un comune vetrino da microscopio (o
perlomeno quello che conosco io) contiene parecchio sodio. Messo fra
due elettrodi formati da nitrato di sodio fuso ha una conducibilit�
apprezzabilissima a partire da 300�C
> Questo fa si che il coefficiente di conducibilit� sia da
> confrontare con quello degli ioni in una soluzione piuttosto
> che con quello di elettroni in un metallo o in un semiconduttore.
Certo
> Avevo cercato per curiosit� personale le curve di Vogel Fulcher
> per alcuni vetri di uso comune e la temperatura di Vogel sta
> sopra i 500� Celsius se non ricordo male.
Si, ma si puo' avere benissimo una conducibilit� ionica apprezzabile
ben al di sotto di questa temperatura.
> Quindi l'unico
> fattore che potrebbe contribuire alla conducibilit� ionica
> sarebbe una spiccata abbondanza di difetti, ovvero una
> porosit� del vetro tale da consentire il passaggio continuo
> degli ioni.
Non sono del tutto d'accordo. Se prendi un vetro che contiene degli
ioni mobili all'interno della sua struttura, questi possono esser fatti
diffondere, sostituire, oppure trascinare per effetto di un campo
elettrico. Si fa normalmente nei processi di scambio ionico a delle
temperature comprese fra 250�C e 400�C, sostituendo i modificatori
quali il sodio, il potassio, che sono relativamente poco legati
all'ossigeno.
> In tutti gli altri casi la conduzione pu� avvenire
> solo per effetto di una modificazione chimica continua della
> struttura che circonda gli ioni. Tipicamente si avr� un
> equilibrio chimico fra atomi allo stato ionico ed atomi
> legati ad ossigeno. La comprensione della dinamica dei difetti
> in un vetro � difficile, ma da un punto di vista qualitativo
> sarei sorpreso se in un vetro comune si avesse dominanza
> di questa dinamica tale da rendere conduttore un bicchiere
> di cristallo in un microonde.
Beh, la temperatura � troppo bassa e dipenderebbe dal vetro con cui �
fatto il bicchiere. Tuttavia, ti assicuro che un vetrino da microscopio
di cui sopra ha una conducibilit� elettrica apprezzabile a partire da
300�C, temperatura quasi alla portata di un forno da cucina.
> Quello a cui ho fatto riferimento � una classificazione, forse
> desueta, secondo cui per cristalli di Boemia erano classificati
> i cristalli sodio calcico potassici:
> http://www.vitrum.it/classcomposizionetxt.htm
> mentre i vetri al piombo sono i pi� comuni cristalli dei
> servizi da bicchieri di pi� ampia commercializzazione.
E' possibile, io vado a memoria e questo mondo � troppo vasto.
> Ne so un briciolo dato che ho studiato per qualche tempo
> transizioni vetrose di derivati di idrocarburi in
> laboratorio. E per questo ho una vaga idea di
> quanto questo campo di ricerca sia vasto.
Gi�, � una cosa che ha stupito anche me.
> Il meccanismo che si invoca per la conduzione � in verit�
> pi� complesso di quello che ho accennato a proposito di
> conduzione ionica. Si parla di conduzione per hopping. Il che
> significa che c'� un trasferimento di carica che coinvolge
> sia la mobilit� degli ioni sia trasferimento di elettroni
> associato con reazioni chimiche che modificano la struttura
> dei legami nel vetro.
Mi interessa molto, ne puoi dire di pi�? Io uso lo scambio ionico per
costruire delle guide d'onda. Modificando localmente la composizione
del vetro, si puo' innalzare l'indice di rifrazione e utilizzare questo
fenomeno per confinare la luce. Le mie conoscenze sono pi� di tipo
elettromagnetico che di fisica e chimica della diffusione nel vetro.
Soviet_Mario ha scritto:
>Personalmente ho usato ogni genere di vetro e ceramica
>(terrecotte, porcellane, etc), quotidianamente, con molti cibi
>diversi, e con potenze tra 100 e 800 watt a seconda della
>fretta, e non ho mai riscontrato nessuna rottura.
Neppure io.
>Un legame ionico non � indice di debolezza o scarsa energia di
>legame.
Certamente, quello che volevo dire � che nel vetro vi possono essere
delle specie chimiche (in particolare dei metalli alcalini, ma non
solo) che sono presenti in forma ionica, il cui legame con l'ossigeno
� lasco e fa si' che sono relativamente mobili. Non che il legame
ionico � pi� debole di altri.
>Le diffusivit� ioniche poi
>sono cosa diversa ancora, e non hanno molto a che vedere con
>l'utilizzabilit� del materiale in microonde.
Assolutamente. Il mio era un esempio per dire come � fallace pensare
ad un vetro sempre come ad un isolante ed ad un metallo sempre come un
conduttore. Forse ho scelto male l'esempio (ma il discorso resta
interessante). Non credo certo che i fenomeni di conducibilit� ionica
siano implicati nel discorso del microonde.
>L'effetto in alternate � minimo,
>anche a frequenze basse (poche decine di hertz). Se si opera a
>megahertz o gigahertz, gli ioni vibrano attorno alla loro
>posizione di equilibrio, ma non hanno certo il tempo di migrare,
>diffondere fuori dal vetro e contaminare il cibo.
Certo. Sono d'accordo con buona parte dell'intervento che segue.
>> Questo fenomeno � usato nei processi di scambio ionico che permettono
>> di modificare le propriet� fisiche del vetro.
>
>Immagino che ti stia riferendo ad es. alle membrane degli
>elettrodi a vetro dei piaccametri (che scambiano protoni ma
>anche sodio e litio)
Non esattamente. Mi riferisco (come ho detto sopra) al processo di
scambio ionico su vetro per creare delle guide d'onda, che costituisce
il mio campo di ricerca (in particolare lo scambio argento/sodio in un
silicato).
>beh, ha dei vetrificanti acidi (come l'anidride borica). LA
>silice fonde a 1700�, � dura da lavorare se pura
Gi�, ed � per questo che si cercano vie alternative, per esempio il
Pyrex. Se mi ricordo correttamente, si tratta di una composizione
particolare per cui si separano le fasi silice/resto del mondo. Le
condizioni sono tali per cui esistono dei cammini di percolazione
attraverso la fase silice e si puo' attaccare la fase resto del mondo
per via chimica. Una ricottura permette di "tappare i buchi" e rendere
nuovamente compatto il materiale che a questo punto contiene quasi solo
silice. Naturalmente, potrei sbagliarmi, dato che cito a memoria, ma
l'idea mi aveva colpito quando avevo studiato l'argomento.
>In effetti a usare il cristallo Flint (al piombo ... o era il
>Crown, non ricordo bene, ma non � il Boemia quello ad alto
>tenore in piombo) nel microonde ce ne vuole. Non so se uno ione
>bivalente come il piombo venga diffuso molto volentieri, in ogni
>caso.
No, molto poco, credo.
>Ma il punto che vorrei sottolineare di nuovo, a favore del
>microonde, � questo : quale che sia lo ione sospetto, la sua
>diffusione nel cibo pu� aumentare solo in virt� del
>riscaldamento del materiale, e non per effetto diretto dei campi
>elettrici.
Certamente, e come hai detto anche tu, le temperature sono troppo basse
perch� questo effetto diventi apprezzabile.
>Tutto considerato, il microonde � uno dei sistemi dove, comunque
>si operi in condizioni realistiche, il riscaldamento del
>recipiente � minimo rispetto a quello dell'alimento. Gli
>svantaggi sono gli stessi rispetto a altri modi di scaldare. Il
>domopach con film plastici plastificati con dibutilftalato non
>va bene ? Vero. Ma non va bene nemmeno in forno o nel tostapane !
>Il caso dei metalli .... beh, qui il discorso � differente.
> [cut]
>In pratica si danneggia il microonde stesso, se la superficie
>metallica scherma l'alimento.
Gi�, il magnetron puo' non apprezzare una potenza riflessa rilevante
che gli rientra dentro. In generale, gli oscillatori sono instabili per
definizione, ma la loro instabilit� � controllata in qualche modo.
Una perturbazione troppo grande puo' essere deleteria, soprattutto
quando la potenza in gioco � rilevante come in un forno a microonde.
>Un piccolo pezzo di metallo, immerso nel cibo, � differente. In
>effetti non ho mai riscontrato effetti strani con cucchiai e
>oggetti tondeggianti (purch� non sfiorino mai la carcassa
>metallica della camera interna del forno, a pena di lanciare
>scariche che anneriscono la vernice, sob), ma qualche volta con
>le forchette, il cibo veniva disseccato o carbonizzato tra i
>rebbi terminali.
Penso che si abbia un effetto di scarica dovuto alle punte. Le scariche
potrebbero provocare gli effetti che dici perch� il campo elettrico
puo' essere molto elevato e superiore alla rigidit� dielettrica del
materiale che lo circonda.
>Mah .... Ci sono anche un sacco di solfuri dotati di
>conduttivit� metallica. Quindi ?
Appunto! L'equazione metallo=conduttore, vetro=isolante non � valida.
Non parlavo di tipi di condittivit� in particolare.
Received on Fri Jul 21 2006 - 14:25:30 CEST