Conceptos Clave en la Química y Comportamiento de los Materiales

Propiedades Físicas de la Materia

Las propiedades físicas son aquellas que mantienen las propiedades originales de las sustancias, ya que sus moléculas no se modifican.

Conceptos Clave en Propiedades Físicas

• Calor específico: Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado. El calor específico del agua es de 4.182 J/g°C. El calor específico de un material se mide a partir de los cambios de temperatura del material con ciertos valores de calor.
• Punto de fusión: Temperatura a la cual una sustancia cambia de estado sólido a líquido. Lo contrario a la fusión es la solidificación.
• Peso específico: Es el peso absoluto de un cuerpo homogéneo. Existe el peso relativo, que es la relación entre el peso absoluto y el peso del agua destilada con el mismo volumen.

  Fórmula del Peso Específico

  PE = P/V

• Calor latente: Energía requerida para que una sustancia cambie de fase sin cambiar su temperatura.

Corrosión y Protección de Materiales

Generar una corrosión en un material implica reacciones químicas y electrolíticas. La protección de un material contra la corrosión se logra con materiales aleantes y revestimientos con polímeros.

La temperatura de fusión del hierro es de 1530 °C.

Estados de la Materia

Líquidos

Sus partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción son más débiles que en los sólidos, de modo que las partículas se mueven y chocan entre sí. No tienen forma fija, pero sí volumen. Se dilatan y se contraen como los sólidos.

Gases

Las fuerzas de atracción son casi inexistentes, por lo que las partículas están muy separadas unas de otras.

Plasma

Se forma bajo temperaturas y presiones extremadamente altas.

Propiedades Mecánicas de los Materiales

• Resistencia: Se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse.
• Dureza: Es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración o la abrasión.
• Elasticidad: La teoría de la elasticidad y la mecánica sólida describe cómo un sólido se mueve y deforma en respuesta a fuerzas exteriores.
• Plasticidad: En los materiales elásticos, en muchos metales dúctiles, un esfuerzo uniaxial de tracción pequeño conlleva un comportamiento elástico.
• Tenacidad: Resistencia a la rotura por esfuerzos de impacto que deforman el metal.
• Fragilidad: Es la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación.
• Resiliencia: Es la resistencia de un cuerpo a los esfuerzos bruscos y la cantidad de energía que puede absorber un material.
• Fluencia: Propiedad de algunos metales de deformarse lenta y espontáneamente bajo la acción de su propio peso.
• Fatiga: Es la falla por fractura de un material que se da cuando se aplican esfuerzos que cambian con el tiempo.
• Ductilidad: Es la propiedad que tiene un material de deformarse visiblemente antes de llegar a la rotura.

Otras Propiedades Físicas y Enlaces Químicos

Propiedades Adicionales

• Cohesión: Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia.
• Maleabilidad: Capacidad de un material para deformarse bajo compresión sin romperse.
• Impermeabilidad: Capacidad de un material para no permitir el paso de líquidos o gases.
• Higroscopicidad: Es la capacidad de los materiales para absorber la humedad atmosférica.
• Conductividad térmica: Capacidad de los materiales de conducir o transmitir el calor, o de transferir el movimiento cinético de sus moléculas.
• Viscosidad: Es la principal característica de la mayoría de los productos lubricantes.
• Resistividad térmica: Capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.
• Dilatación térmica: Es el aumento de tamaño que sufre un material cuando se eleva su temperatura.
• Contracción térmica: Es lo contrario a la dilatación térmica; es la reducción de tamaño que experimenta un material.
• Fusibilidad: Capacidad de un material para fundirse.
• Soldabilidad: Capacidad de un material para soldarse.

Ensayos Mecánicos

Los ensayos mecánicos pueden ser:

• Dinámicos
• Estáticos
• De larga duración

Tipos de Enlaces Químicos

• Enlace covalente: Cuando dos átomos comparten electrones del último nivel.
• Enlace iónico: Es el resultado de la unión de átomos unidos por atracción electrostática.
• Enlace metálico: Enlace químico que se da en sustancias en estado sólido.