Para permitir o cozimento de uma ampla gama de alimentos em fornos de micro-ondas, materiais de empacotamento metálicos e finos, que absorvem facilmente a energia das micro-ondas, foram desenvolvidos. Na medida em que o material de empacotamento é aquecido pelas micro-ondas, condução ocorre simultaneamente do empacotamento aquecido para o alimento frio. Seja o pedaço de carne esférico e congelado do Problema 5.33, que agora está embrulhado em um material de empacotamento fino que absorve micro-ondas. Determine o tempo necessário para a carne, que está bem próxima do material de empacotamento, atingir , quando da potência do forno ( total) são absorvidos no material de empacotamento.

Para resolver essa questão, vamos assumir que:

(1) A carne possui propriedades de gelo, que vão ser retiradas da Tabela A.3;

(2) A radiação e a convecção ao meio ambiente são desprezíveis;

(3) As propriedades são constantes;

(4) O material de embalagem possui uma capacidade de calor desprezível.

Desprezando as perdas de radiação e convecção, toda a energia absorvida no material de embalagem é conduzida para a carne e o fluxo de calor da superfície é:

O raio da esfera pode ser encontrado a partir da massa e da densidade:

Então,

Para um fluxo de calor constante na superfície, pode ser usada a relação na Tabela 5.2b (Casos interiores, esfera). Começamos calculando para .

Assumindo que temos:

E,

Como isso é menor que 0,2, nossa suposição estava correta. Finalmente, podemos resolver para o tempo: