Je pensais que cela nécessitait une réponse physique.
tl; dr: C'est peu probable mais pas impossible - nous devons faire des hypothèses irréalistes pour que cela fonctionne pour une taille raisonnable de pomme de terre
Considérons une pomme de terre sphérique homogène sous vide *:
Selon Wikipédia, les pommes de terre contiennent 79% d'eau, 17% de glucides (principalement de l'amidon), 2% de protéines et 2% de fibres. Les chiffres que j'ai vus ailleurs varient de quelques pour cent, nous pouvons donc simplifier à 80% d'eau et 20% d'amidon (les propriétés thermiques des aliments riches en protéines et en fibres sont proches de celles de l'amidon pur, nous pouvons donc les traiter comme les idem).
L'eau a une capacité thermique spécifique de 4,3 kJ / kg / ° C et l'amidon de 1,75 kJ / kg / ° C. Cela signifie que notre modèle de pomme de terre a une capacité thermique spécifique de 3,7 kJ / kg / ° C (une valeur mesurée réelle est un peu plus basse à 3,43 kJ / kg / ° C, mais comme nous le verrons, l'eau domine les résultats).
Nous considérons d'abord l'énergie thermique nécessaire pour amener la pomme de terre au point d'ébullition de l'eau (100 ° C), en supposant une température de départ de 20 ° C (température ambiante), et une pomme de terre pesant 0,2 kg (un peu moins d'une demi-livre, donc une petite pomme de terre en veste). 0,2 × 80 × 3,7 = 59,2 kJ. 1 kJ équivaut à 1 kW pendant 1 s, donc un micro-ondes de 1 kW, efficace à 100%, chaufferait cette pomme de terre à ébullition en 1 minute environ. C'est considérablement plus rapide que réaliste pour plusieurs raisons, et c'est quelque chose que nous connaissons bien:
- Les micro-ondes ne pénètrent pas au centre, une grande partie de la pomme de terre est chauffée uniquement par conduction.
- Pendant ce temps, la surface chaude perd de la chaleur dans son environnement par convection, conduction et rayonnement.
- Les fours à micro-ondes ne sont pas efficaces à 100% pour fournir leur puissance la nourriture, même s'il est étonnamment difficile d'obtenir des chiffres sur les pertes.
Une fois que la température de la pomme de terre est de 100 ° C, elle ne continuera pas à augmenter; au lieu de cela, la chaleur va évaporer l'eau qui s'y trouve. La chaleur latente de vaporisation de l'eau est de 2300 kJ / kg ou 460 kJ pour notre pomme de terre. C'est assez près de 8 minutes supplémentaires (au total 9 jusqu'à présent) à 1 kW, avant de pouvoir commencer à dépasser 100 ° C en faisant bouillir toute l'eau (je suppose que la pomme de terre est isotherme, ce qui bien sûr n'est pas vrai, mais Les échelles de temps sont suffisamment longues pour un flux de chaleur important).
Une fois que nous avons fait bouillir toute l'eau, nous pouvons commencer à chauffer la pomme de terre séchée restante (amidon). Il ne nous reste plus que 20% de la masse (soit 0,04 kg d'amidon, dont la capacité thermique spécifique est de 1,75 kJ / kg / ° C). La chaleur rouge est au moins autour de 700 ° C (pour l'acier, mais la pomme de terre se carboniserait en carbone à des températures plus basses et le carbone devrait être suffisamment proche de l'acier). L'augmentation supplémentaire de 600 ° C prendrait encore 600 × 0,04 × 1,75 = 42 kJ d'énergie, soit 42 secondes.
Il est donc à peu près possible de faire chauffer une pomme de terre de 200 g au micro-ondes en 10 minutes , mais seulement si nous:
D'un autre côté, nous supposons qu'aucune énergie n'est libérée par la combustion, et si nous pouvons amener l'amidon sec à sa température d'auto-inflammation de 410 ° C ( Wikipedia), il brûlera, dégageant beaucoup de chaleur (la chaleur de combustion de l'amidon est de 17,5 mJ / kg, mais une grande partie est perdue pour la pomme de terre).
Un autre point qui rend la combustion plus probable est que nous n'avons pas vraiment besoin d'arriver à zéro eau dans toute la pomme de terre avant qu'une partie puisse commencer à brûler. Cela signifierait qu'une plus grande partie de la chaleur de brûler une pomme de terre est utile pour chauffer le reste, et serait particulièrement intéressante si le plateau tournant du micro-ondes était bloqué ou s'il y avait un point chaud qui recevait beaucoup plus d'énergie que le reste. Un effet similaire serait causé par des particules conductrices (par exemple métalliques) sur la pomme de terre, car elles feraient très chaud à une petite région. Celles-ci ne correspondent pas vraiment à la combustion uniforme montrée sur la photo.
Ceux qui s'intéressent à la physique peuvent souhaiter regarder Les propriétés thermiques de la pomme de terre , T. Yamada 1970. C'est en japonais avec un résumé en anglais, mais les chiffres donnent des résultats clairs pour la capacité thermique spécifique et la conductivité thermique. Un modèle thermique unidimensionnel serait un problème de physique intéressant au premier cycle.
* pas strictement nécessaire mais pour une fois une simplification sensible - et nous, physiciens, avons si rarement la chance de suivre ce stéréotype.