Propiedades de la materia y su influencia en la física

Las propiedades extensivas se caracterizan porque dependen de la cantidad de materia presente. Ejemplo de propiedades extensivas: masa, volumen. Más materia significa más masa o más volumen. Las propiedades extensivas se pueden sumar (son aditivas).

Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de masa, además, no son aditivas. Ejemplo, la densidad y la temperatura no cambian con la cantidad de materia.

Masa

Cantidad de materia de un cuerpo, independientemente de las fuerzas que actúen sobre el, refiriéndose específicamente a la gravedad.

Volumen

Es la cantidad de espacio tridimensional que ocupa una sustancia

Temperatura

Se define como la manifestación de la cantidad de calor presente en un cuerpo.

Densidad (ρ)

Relación entre la masa y el volumen del material. Su unidad es kg/m³ o g/cm³.

Orden de mayor a menor

Metales, entre 1750 y 9000 kg/m³. Cerámicos, entre 2200 y 5600 kg/m³. Polímeros, entre 850 y 2200 kg/m³.

Aplicaciones

Baja densidad: Equipos de alta velocidad. Imprentas. Maquinaria textil. Máquinas-herramienta. ¡ Alta densidad: Contrapesos (plomo, acero). Componentes para relojes automáticos (tungsteno).

Gravedad específica

A los líquidos se les describe por su gravedad específica y se define como la proporción de la densidad del fluido de que se trate, y la densidad del agua, estando el agua a 4°C (39.2°F). La densidad del agua a 4°C es de 1000 kg/m³. Es adimensional. Debe de tratarse de las mismas unidades.

Propiedades ópticas

Son la respuesta de los materiales a las radiaciones electromegnéticas y, en especial, a la luz visible.

Transparentes

Materiales que transmiten la mayor parte de la luz y permiten la visión de los objetos (absorción y reflexión bajas).

Translúcidos

Materiales que transmiten una parte de la luz de forma difusa, pero no permiten la visión de los objetos del otro lado.

Opacos

Materiales que no transmiten la luz. El color de los objetos opacos se relaciona con la composición de la luz reflejada.

Los materiales transparentes (vidrios y algunos polímeros, todos ellos de estructura amorfa) se caracterizan por: a) Transmisividad elevada (entre 80% y 95%); b) Índice de refracción (ξ) entre 1.3 y 2.0.

Refracción

La luz transmitida en el interior de un material transparente experimenta disminución de la velocidad y, en consecuencia, la dirección de propagación cambia, o se desvía, en la intercara.

Índice de refracción (ξ): es el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío (o en el aire) y la velocidad de la misma en el medio estudiado.

Dilatación térmica

Propiedad de los materiales de dilatarse (expandirse, aumentar sus dimensiones) cuando aumenta su temperatura.

Calor específico

Es la energía requerida para elevar la temperatura de una unidad de masa en un grado (J/kg∙°K)

Conductividad térmica

Cociente entre la energía o flujo calorífico que atraviesa una unidad de superficie en la unidad de tiempo y la variación (o gradiente) de temperatura por unidad de longitud. Indica la tasa a la cual fluye dentro y a través del material. Unidades à J/s∙m∙°K

Temperatura de fragilización

Temperatura por debajo de la cual determinados metales y polímeros pierden súbitamente su tenacidad.

Temperatura de transición vitrea, Tg

Temperatura propia de los materiales no cristalinos (vidrios, plásticos y elastómeros), por debajo de la cual experimenten un gran aumento de la rigidez.

Temperatura de fusión, Tm

Temperatura por encima de la cual los materiales cristalinos pierden su consistencia sólida.

Temperatura de descomposición, Td

Temperatura por encima de la cual los polímeros se degradan químicamente.

Punto de fusión

Temperatura a la cual el sólido se funde para convertirse en un líquido. Es necesario conocer los puntos de fusión para: 1. Operaciones de recocido. 2. Tratamiento térmico. 3. Trabajos en caliente.