Come funziona il forno a microonde?

Schema della propagazione delle onde in un forno a microonde (credit: Madehow)
Schema della propagazione delle onde in un forno a microonde (credit: Madehow)

Quando schiacciamo il tasto “start” di un forno a microonde attiviamo un potente campo magnetico, che oscilla nella stessa banda di frequenze utilizzata per trasmissioni TV e radar, generato da un “cannone” che produce le onde radio che consentiranno al cibo di cuocere.

Le microonde sparate dal forno influenzano lo stato di quiete delle molecole d’acqua presenti nei cibi facendole vibrare fino a 2.500 milioni di volte al secondo. Muovendosi così rapidamente, queste molecole si surriscaldano raggiungendo temperature molte elevate che permettono al cibo di cuocere. Rispetto a un forno tradizionale, tutta l’energia viene assorbita dal cibo, che cuoce quindi molto più rapidamente ed economicamente rispetto ai metodi tradizionali di cottura. Leggi tutto “Come funziona il forno a microonde?”

Come si fa una lampadina? E come funziona?

LampadineIl vetro di una comune lampadina a incandescenza non è molto più spesso di un normale foglio di carta da ufficio, eppure è in grado di resistere a una pressione notevole, tale da consentirci di avvitarla comodamente su un portalampade senza frantumarla. Il segreto della resistenza di una lampadina sta nella sua forma, che ricorda molto quella di un altro oggetto resistente ma incredibilmente fragile: il guscio di un uovo.

Nel corso di milioni di anni di evoluzione, la natura ha trovato una soluzione molto ingegnosa per impedire agli ovipari di distruggere le loro uova nella fase della cova, quando vi si accomodano sopra con tutto il loro peso. Proprio come le uova, le lampadine hanno un profilo arrotondato sull’intera superficie. Quando se ne afferra una per avvitarla, o svitarla, la forza applicata dalle dita si trasmette dal punto di contatto in tutte le direzioni in maniera pressoché omogenea. In questo modo, l’intera superficie della lampadina subisce una “pressione media” facilmente sopportabile dal sottile strato di vetro. Leggi tutto “Come si fa una lampadina? E come funziona?”

Come si ottiene il caffè solubile?

Per comodità e questioni di tempo, oggi viene utilizzato con crescente frequenza il caffè solubile, ovvero ciò che rimane della bevanda quando le sue parti acquose sono evaporate. In paesi come Giappone e Gran Bretagna questo tipo di caffè viene utilizzato dalla quasi totalità dei consumatori (circa il 90%), mentre è ancora relativamente poco diffuso nei paesi come l’Italia, in cui l’espresso non è una semplice bevanda, ma una vera e propria forma d’arte, una filosofia di vita.

I primi tentativi di produrre caffè solubile risalgono alla fine del diciannovesimo secolo. Si trattava di prove molto empiriche e spesso fallimentari che, nella maggior parte dei casi, portavano alla produzione di una bevanda molto blanda e priva del caratteristico aroma dei chicchi bruniti. Leggi tutto “Come si ottiene il caffè solubile?”

Come si fanno i cibi liofilizzati?

la frutta disidratata è un'ottima fonte di energia
La frutta disidratata è un'ottima fonte di energia

I cibi liofilizzati non mancano quasi mai dagli zaini degli escursionisti professionisti. Estremamente leggeri e nutrienti, questi cibi conservano il loro sapore inalterato per anni nelle confezioni sigillate e possono diventare un pasto sostanzioso e corroborante con la semplice aggiunta di acqua calda.

Il processo di liofilizzazione fu sperimentato per la prima volta in maniera scientifica negli anni Cinquanta, quando il governo americano finanziò un progetto per fornire confezioni di cibo poco pesanti ad astronauti, esploratori e forze armate. Leggi tutto “Come si fanno i cibi liofilizzati?”

Come si fanno milioni di patatine fritte praticamente identiche?

Ogni anno, una famosa catena di fast-food vende oltre 240 miliardi di patatine fritte, tutte pressoché identiche per forma, gusto e dimensione. Dietro a una semplice porzione di questi tuberi cotti nell’olio c’è una vera e propria scienza, elaborata per ottimizzare al massimo l’intera catena produttiva.

Per assicurarsi che le patatine abbiano un sapore costante e tempi di cottura standard, le catene di fast-food sottopongono migliaia di tonnellate di patate allo stesso identico procedimento produttivo. Prima ancora di essere piantate, le società di ristorazione concordano l’acquisto dell’intera produzione di un’azienda agricola, imponendo una specifica varietà di patata, l’utilizzo di determinati fertilizzanti, l’impiego scrupoloso di determinate quantità di antiparassitari e precise politiche di coltivazione e crescita dei tuberi. Vengono preferibilmente utilizzate varietà di patata in grado di assicurare una cottura uniforme e omogenea, nonché una lunga durabilità, indispensabile per offrire un prodotto dal “gusto standard” uguale in qualsiasi angolo del globo. Leggi tutto “Come si fanno milioni di patatine fritte praticamente identiche?”

Come funzionano gli orologi al quarzo?

Mentre molti degli orologi meccanici oggi prodotti sono da considerarsi dei veri e propri beni di lusso, specialmente per il loro costo esorbitante, gli orologi al quarzo continuano a riscuotere molto successo per le loro ottime prestazioni a costi poco elevati. Nei moderni orologi, un cristallo di quarzo ha sostituito ingranaggi e bilancieri nel delicato compito di misurare il tempo.

Ma come funzionano gli orologi più diffusi al mondo?
In questo minuscolo cilindro metallico oscilla il cristallo di quarzo [photo credit: Wikipedia] Quando è attraversato da una specifica corrente elettrica, il cristallo di quarzo oscilla con una frequenza immutabile. Partendo da questo presupposto, sono stati creati in laboratorio cristalli di quarzo artificiali in grado di compiere 32.768 oscillazioni al secondo grazie all’energia elettrica fornita da una comune pila a lunga durata.

Le oscillazioni del cristallo producono dunque un segnale di frequenza costante (un numero costante di impulsi), che attraverso la divisione per 2 per 15 volte di 32.768 Hz  viene ridotto dai circuiti elettronici dell’orologio a un unico impulso che determina la durata di un secondo (corrispondente alla durata di 9.192.631.770 periodi della radiazione emessa da un atomo di cesio-133).

Display di un orologio digitale al quarzo, nella cifra “8″ si apprezzano tutti e sette i segmenti che formano le cifreA ogni impulso, il chip presente nell’orologio invia un segnale alle lancette, nel caso dei quadranti analogici, o al display a cristalli liquidi, nel caso degli orologi digitali. Inclusi tra uno strato inferiore riflettente e uno superiore di vetro polarizzato, i cristalli liquidi sono suddivisi da alcuni conduttori elettrici in sette segmenti, la cui combinazione consente la visualizzazione di tutte le cifre da 0 a 9.

I cristalli liquidi ridispongono le loro molecole a seconda del loro stato elettrico: dove i conduttori non trasportano alcuna carica, lo strato inferiore può riflettersi completamente all’esterno, fornendo l’immagine del display “vuoto”; quando invece i conduttori sono pervasi da un impulso elettrico, le molecole nei segmenti interessati si riallineano, impedendo alla luce di raggiungere la superficie del display. Questi “buchi di luce” in corrispondenza dei segmenti costituiscono le cifre che leggiamo sul quadrante.

Gli orologi con display digitale segnano sempre l’ora esatta, ma diventano progressivamente meno leggibili al consumarsi della batteria che li alimenta, mentre gli orologi al quarzo con le lancette perdono qualche secondo negli ultimi giorni di vita della pila. I ritardatari sono avvisati…