Propiedades físicas de los cuerpos
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Las propiedades físicas son aquellas que logran
cambiar la materia sin alterar su composición. Por ejemplo,
cuando moldeas un trozo de plastilina, sus
atomos no se ven alterados de ninguna manera, pero exteriormente cambia
su forma.
Las propiedades físicas estan dentro de un
grupo de propiedades que posee toda la materia: Las propiedades características.
También Las propiedades químicas estan
adentro. Éstas últimas, son lo opuesto a
las propiedades físicas, ya que las químicas logran afectar la
composición de los atomos de la materia. Ejemplos: cuando
pones un papel al fuego, ese papel ya no puede volver
a ser como
antes, ya que sus atomos han cambiado radicalmente.
Contenido[ocultar] * 1 Estado Sólido * 2 Estado
líquido * 3 Estado gaseoso * 4 Plasma * 5 Propiedades específicas
de los sólidos * 6 Valores técnicos de algunos materiales * 7
Véase también * 8 Referencias * 8.1 Bibliografía * 9
Enlaces externos |
[editar] Estado Sólido
Artículo principal: Sólido
A bajas temperaturas, los materiales se presentan como cuerpos de
forma compacta y precisa; y sus atomos a menudo se entrelazan formando
estructuras cristalinas definidas, lo que les confiere la capacidad de soportar
fuerzas sin deformación aparente. Los sólidos son calificados
generalmente como
duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que
las de repulsión. La presencia de pequeños
espaciosintermoleculares caracteriza a los sólidos dando paso a la
intervención de las fuerzas de enlace que ubican a las celdillas en una
forma geométrica.
Las sustancias en estado sólido presentan las siguientes
características:
* Forma definida
* Incompresibilidad (no pueden comprimirse)
* Resistencia a
la fragmentación
* Fluidez muy baja o nula
* Algunos de ellos se subliman (yodo)
* Volumen tenso
Estado líquido
Artículo principal: Liquido
Al alcanzar la temperatura de fusión el sólido se va
'descomponiendo' hasta desaparecer la estructura cristalina
alcanzandose el estado líquido, cuya característica
principal es la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo
contiene. En este caso, aún existe una cierta ligazón
entre los atomos del
cuerpo, aunque de mucha menor intensidad que en el caso de los sólidos.
El estado líquido presenta las siguientes características:
* Fuerza de cohesión menor (regular).
* Movimiento-energía cinética.
* Toma la forma del
envase que lo contiene muchas.
* En frío se comprime.
* Posee fluidez.
* Puede presentar fenómeno de difusiones, y un
ejemplo facil es la piedra.
[editar] Estado gaseoso
Artículo principal: Gas
Por último, incrementando aún mas la temperatura se
alcanza el estado gaseoso. Los atomos o moléculas del gas se encuentran
virtualmente libres de modo que son capaces de ocupar todo el espacio del recipiente que lo
contiene, aunque con mayor propiedad debería decirse que se distribuye o
reparte por todo el espaciodisponible. El estado gaseoso presenta las
siguientes características:
* Fuerza de cohesión casi nula.
* Sin forma definida.
* Toma el volumen del
envase que lo contiene
* Se puede comprimir facilmente.
* Ejerce presión sobre las paredes del recipiente que los contienen y sobre
comprimen los objetos del
gas.
* Los gases se mueven con libertad.
[editar] Plasma
Artículo principal: Plasma (estado de la materia)
Al plasma se le llama a veces 'el cuarto estado de la materia',
ademas de los tres 'clasicos', sólido,
líquido y gas. Es un gas en el que los
atomos se han roto, que esta formado por electrones negativos y
por iones positivos, atomos que han perdido electrones y han quedado con
una carga eléctrica positiva y que estan moviéndose libremente.
En la baja atmósfera, cualquier atomo que pierde un electrón (p.e., cuando es alcanzado por una
partícula cósmica rapida) lo recupera pronto o atrapa
otro. Pero la situación a altas temperaturas, como las que existen en
el Sol, es muy diferente. Cuanto mas caliente esta el gas,
mas rapido se mueven sus moléculas y atomos, y a
muy altas temperaturas las colisiones entre estos
atomos moviéndose muy rapidamente son lo suficientemente
violentas como
para liberar los electrones. En la atmósfera solar, una gran parte de los
atomos estan permanentemente 'ionizados' por estas
colisiones y el gas se comporta como un plasma.
A diferencia de los gases fríos (p.e. el aire a
la temperatura ambiente), los plasmas conducen la electricidad y son
fuertemente influidos porlos campos magnéticos. La lampara
fluorescente, muy usada en el hogar y en el trabajo, contiene plasma (su
componente principal es el vapor de mercurio) que calienta y agita la
electricidad, mediante la línea
de fuerza a la que esta conectada la lampara. La línea hace positivo
eléctricamente a un extremo y el otro negativo
causa que los iones (+) se aceleren hacia el extremo (-), y que los electrones
(-) vayan hacia el extremo (+). Las partículas
aceleradas ganan energía, colisionan con los atomos, expulsan
electrones adicionales y así mantienen el plasma, incluso aunque se
recombinen partículas. Las colisiones también hacen que
los atomos emitan luz y, de hecho, esta forma
de luz es mas eficiente que las lamparas tradicionales. Los
letreros de neón y las luces urbanas funcionan por un
principio similar y también se usan (o usaron) en electrónica.
Otro importante plasma en la naturaleza es la ionosfera, que
comienza a unos 70-80 km por encima de la superficie terrestre.
Aquí los electrones son expulsados de los atomos por la luz solar de corta longitud de onda, desde la ultravioleta a
los rayos X: no se recombinan facilmente debido a que la
atmósfera se rarifica mas a mayores altitudes y no son frecuentes
las colisiones. La parte inferior de la ionosfera, la 'capa D', a los
70-90 km, aún tiene suficientes colisiones como para desaparecer
después de la puesta del sol. Entonces se combinan los iones y los
electrones, mientras que la ausencia de luz solar no los vuelve a producir. No
obstante, esta capa se restablece después delamanecer. Por encima de los
200 km, las colisiones son tan infrecuentes que la ionosfera prosigue
día y noche.
[editar] Propiedades específicas de los
sólidos
* Adherencia: atracción o unión entre las moléculas
próximas de los cuerpos.
* Aleabilidad: propiedad que tienen los materiales para formar aleaciones que
dan lugar a nuevos materiales mejorando sus prestaciones. En todas las
aleaciones un componente como mínimo tiene que ser un metal.
* Calor específico. La capacidad calorífica o calor
específico de una sustancia es la cantidad de energía necesaria
para aumentar 1 ºC su temperatura. Indica la mayor o
menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de
temperatura bajo el suministro de calor.
* Capilaridad: es la cualidad que posee una sustancia de absorber a otra.
* Compresibilidad: es una propiedad de la materia a la cual se debe que todos
los cuerpos disminuyan de volumen al someterlos a una presión o
compresión determinada manteniendo constantes otros parametros.
Los sólidos a nivel molecular no se pueden comprimir
* Conductividad eléctrica: es la capacidad de un
cuerpo de permitir el paso
de la corriente eléctrica a través de sí. Según esta condición los materiales se clasifican en
conductores, aislantes y semiconductores.
* Conductividad térmica: es la capacidad de los materiales para dejar
pasar el calor
* Dureza: dificultad que oponen los cuerpos a ser rayados. La dureza se mide
con unos instrumentos llamados durómetros y existen diferentes escalas
de durezaBrinell, Rockwell, Vickers, etc
* Divisibilidad: propiedad en virtud de la cual los cuerpos sólidos
pueden fraccionarse hasta el límite molecular.
* Ductilidad: propiedad que tienen algunos metales y aleaciones cuando, bajo la
acción de una fuerza, pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener
alambres o hilos. A los metales que presentan esta propiedad
se les denomina dúctiles. Los metales
mas dúctiles son el platino, oro y cobre. El cobre se
utiliza principalmente para fabricar cables eléctricos
, porque a su buena ductilidad añade el hecho de que sea muy buen
conductor de la electricidad
* Elasticidad: designa la propiedad mecanica de ciertos materiales de
sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentra sujetos a la acción
de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas
exteriores se eliminan
* Extensión: capacidad para ocupar una parte de espacio. (superficie, volumen, longitud)
* Fragilidad: propiedad de la materia que indica con que facilidad se puede
romper un cuerpo al sufrir un golpe ligero. la propiedad opuesta a la fragilidad es la tenacidad.
* Impenetrabilidad: propiedad que impide que un cuerpo
esté en el lugar que ocupa otro.
* Inercia: resistencia
que opone un cuerpo para salir de su estado de reposo, para cambiar las
condiciones de movimiento o cesar en él sin aplicación de alguna
fuerza.
* Magnetismo: propiedad que tienen algunos metales para a
atraer al hierro. El acero puede convertirse en iman si se desea. También se pueden producirelectroimanes.
* Maleabilidad: propiedad que tienen algunos materiales para formar
laminas muy finas. El oro es un metal de una
extraordinaria maleabilidad permitiendo laminas de solo unas
milésimas de milímetros. La plata y el cobre también son muy
maleables, así como
la hojalata, que es una aleación de hierro y estaño
* Mecanibilidad es la propiedad que tienen algunos materiales para ser
mecanizados con procedimientos de arranque de viruta.
* Óptica determina como pasa la luz a través de
los sólidos. Pueden ser transparente, traslúcido
u opacos
* Ósmosis. Es un fenómeno que
consiste en el paso del solvente de una
disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una
de alta concentración del
soluto, separadas por una membrana semipermeable.
* Pesantez presión sobre los cuerpos sobre los que se apoya o
tensión sobre los que prende.
* Peso específico Muchas veces se confunde con densidad. Es la
relación entre el peso del
cuerpo y su volumen.Peso específico = Peso/Volumen, Pe=P/V. El peso
específico de una sustancia se define como el peso por unidad de volumen. Otra
forma muy usada para definir el peso específico es multiplicar su
densidad por la aceleracion gravitatoria , Pe= D x g ,
esta definición se usa
mas en la mecanica de fluidos.
* Plasticidad propiedad mecanica de un
material, biológico o de otro tipo, de deformarse permanentemente e
irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su
rango elastico.
* Porosidad propiedad de tener espacio libre entresus moléculas y poder
absorber líquidos o gases.
* Punto de congelación temperatura a la cual un
líquido se convierte en estado sólido
* Punto de ebullición: temperatura a la cual un líquido se
convierte en gas
* Punto de fusión es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido
al estado líquido.
* Resiliencia: es la cantidad de energía que puede absorber un material, antes de que comience la deformación
irreversible, esto es, la deformación plastica.
* Resistencia a
la corrosión comportamiento que tienen los materiales al tomar contacto
con productos químicos, especialmente acidos.
* Resistencia
mecanica: capacidad que tiene un material de
soportar los distintos tipos de esfuerzo que existen sin deformarse
permanentemente.
* Resistencia a
la oxidación comportamiento que tienen los materiales ante el
oxígeno de la atmósfera y el contacto con el agua.
* Soldabilidad es la propiedad que tienen algunos materiales para poder ser
soldados
* Templabilidad aptitud que tienen algunos metales para adquirir temple por
tratamiento térmico. Esta dada por la
penetración y distribución de la dureza adquirida por el
material.
* Tenacidad: es la resistencia
que opone un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado o desgarrado,
siendo una medida de su cohesión. El acero es un
material muy tenaz, especialmente alguna de sus aleaciones.
[editar] Valores técnicos de algunos materiales
Material | Densidad kg/L | Punto de fusión ºC | Punto de
ebullición ºC | Calor específicokcal/kgºC |
Conductividad térmica kcal/mhºC |
Acido acético | 1.08 | 16.8 | 118 | . |
. |
Acido cianhídrico | 0.7 | -15 | 27 | . |
. |
Acido clorhídrico 10% | 1.05 | -14 | 102 | 0.75 | 0.43 |
Acido clorhídrico 40 % | 1.20 | . |
. | . | . |
Acido nítrico | 0.99 | -92 | 19.5 | . |
|
Äcido salicílco | 1.12 | 159 | 211 |
Acido sulfúrico cristalino | 1.84 | 10 a | 330 | 0.33 | 0.4 |
Acido sulfúrico cristalino 50% | 1.40 | .
| 338 | . | . |
Acido sulfuroso | 1.49 | -73 | -10. | 0.32 | .
|
Aceite combustible | 0.92 | -5 | 175 | . | 0.10 |
Aceite de colza | 0.91 | -3.5 | 300 | 0.47 | 0.15 |
Aceite de linaza | 0.94 | -20 | 316 | . | 0.13 |
Aceite de maquina | 0.91 | -5 | 380 | 0.40 | 0.108 |
Aceite de transformador | 0.87 | -5 | 170 | 0.44 | 0.13 |
Aceite diésel | 0.88 | -5 | 175 | . | 0.11 |
Aceite gas | 0.86 | . | 200 | .
| 0.13 |
Aceite resina | 0.96 | -20 | 150 | . | 0.13 |
Acero | 7.85 | 1350 | 2500 | 0.11 | 45 |
Acero colado | 7.8 | 1350 | . | 0.120 | 45.0 |
Acero fundido | 7.85 | 1400 | 2500 | 0.110 | 40.0 |
Acero rapido | 8.7 | 1650 | 2600 | 0.119 | 22.0 |
Acetona | 0.79 | . | 56.1 | .
| . |
Agata | 2.6 | 1600 | 2600 | 0.19 | 9.36 |
Agua | 1 | 0 | 100 | 0.999 | 0.50 |
Alcohol | 0.8 | -98 | 66 | 0.60 | . |
Alcohol 96% | 0.82 | -90 | 78 | . | 0.14 |
Algodón | 1.5 | . | . | 0.324 | . |
Aluminio | 2.7 | 658 | 2200 | 0.216 | 180.0 |
Aluminio bronce | 7.7 | 1040 | 2300 | 0.104 | 110.0 |
ambar | 1.0 | 300 | . | . | . |
Antimonio | 6.67 | 630 | 1440 | 0.05 | 19.37 |Arcilla refractaria | 2.0
| 2000 | 2900 | 0.21 | 0.40 |
Arena seca | 1.4 | 1550 | 2600 | 0.19 | 0.28 |
Arsénico | 5.72 | 815 | (633 | 0.083 | . |
Asbesto | 2.5 | . | . | 0.195 | 0.15 |
Azufre cristalino | 1.96 | 113 | 445 | 0.18 | 0.23 |
Bario | 3.6 | 700 | 1537 | 0.07
Barro | 1.7 | 1600 | 2980 | 0.22 | 0.72 |
Benzol | 0.89 | 5.4 | 80 | 0.43 | 0.118 |
Berilio | 1.85 | 1279 0.449 | 144.0 |
Bismuto | 9.8 | 271 | 1480 | 0.03 | 9.0 |
Bórax | 1.72 | 741 | . | 0.238 | . |
Brea | 1.08 | . | . | . | . |
Bromo | 3.14 | -7.3 | 63 | . | . |
Bronce | 8.0 | 900 | 2300 | 0.086 | 100 |
Cadmio | 8.64 | 321 | 778 | 0.056 | 79.2 |
Calcio | 1.55 | 800 | 851 | 0.15 | . |
Calderita | 2.5 | 1200 | 2800 | 0.19 | 2 |
Calio | 0.86 | 63 | 762. | 0.019 | . |
Caliza | 1.8 | . | . | 0.217 | 0.13 |
Carbidosilicio | 3.12 | . | . | 0.16 | 13.1 |
Carbón mineral | 1.3 | . | . | 0.31 | 0.14 |
Carbón vegetal | 0.4 | . | 354 | 0.20 | 0.07 |
Carbono | 3.51 | 3600 | . | 0.204 | 7.2 |
Carborundum | 3.12 | . | . | . | 13.1 |
Cera | 0.96 | 64 | 65 a | 0.82 | 0.072 |
Cerio | 6.77 | 630 | . | . | . |
Cesio | 1.87 | 28.5 | 670 | 0.059 | . |
Chapopote | 1.2 | -15 | 300 | . | 0.16 |
Cloroformo | 1.53 | -70 | 61 | . | . |
Cobre fundido | 8.8 | 1083 | 2310 | 0.094 | 320.0 |
Cobre laminado | 8.9 | 1083 | 2310 | 0.094 | 320.0 |
Cobre puro | 8.93 | 1083 | 2310 | 0.094 | 320 0 |
Concreto -acero | 2.4 | . | . | 0.21 | 0.7 |
Constantan | 8.89 | 160 | 240 | 0.098 | 20.0 |
Coque | 1.4 | . | . | 0.20 | 0.158 |Corcho | 0.25 | . | . | 0.49 | 0.26 |
Corundio | 4.0 | 2050 | 2980 | 0.23 | 0.6 |
Cromo | 6.7 | 180 | 2200 | 0.108 | . |
Cuarzo | 2.6 | 155 | 2590 | 0.19 | 0.94 |
Cuero | 0.95 | . | . | 0.357 | 0.15 |
Diamante | 3.5 | . | . | 0.079 | 7.2 |
Duraluminio | 2.8 | 650 | 2000 | 0.22 | 111.0 |
Esmeril | 4.0 | 2200 | 300 | 0.23 | 10.0 |
Espato | 4.5 | 1580 | . | 0.11 | .
|
Estaño colado | 7.2 | 232 | 2200 | 0.06 | 55.0 |
Estaño laminado | 7.4 | 232 | 2200 | 0.06 | 55.0 |
Esteatita | 2.65 | 1650 | . | 0.25 | 2.3 |
Estroncio | 2.54 | 797 | 1366 | 0.055 | . |
Eter | 0.73 | -117 | 35 | 0.54 | 0.12 |
Ethil perclorico | 1.62 | -20 | 119 | 0.216 | . |
Fibra de vidrio | 0.15 | . | . | 0.20 | 0.03 |
Fibra volcanica | 1.28 | . | . |
0.30 | 0.18 |
Fósforo | 1.83 | 44.2 | 287. | 0.19 | .
|
Fósforo bronce | 8.8 | 900 | . | 0.087 | 90 |
Fundición de zinc | 6.8 | 393 | 1000 | 0.09 | 120.0 |
Gasolina | 0.7 | -150 | 50 | 0.5 | 0.14 |
Gis | 2.2 | . | . | 0.20 | 0.8 |
Glicerina | 1.27 | -20 | 290 | 0.58 | 0.25 |
Grafito | 2.1 | . | . | 0.197 | 4.32 |
Grasas | 0.93 | 30 a | 300 | 0.15 | 0.18 |
Gutapercha | 0.98 | 148 | 180 | . | . |
Hielo | 0.9 | 0 | 100 | 0.50 | 1.5 |
Hierro. blanco | 7.4 | 1560 | 2500 | 0.13 | 45.0 |
Hierro colado | 7.25 | 1200 | 2500 | 0.127 | 42.0 |
Hierro fundido | 7.8 | 1200 | . | 0.110 | 40.50 |
Hierro óxido | 5.1 | 1565 | . | 0.16 | 0.50 |
Hierro puro | 7.86 | 1530 | 3000 | 0.109 | 40 |
Hollín | 1.65 | . | . | 0.20 | 0.06 |
Hule crudo | 0.95 | 125 | . | . | 0.170 |Hule duro |
1.4 | . | . | . | 0.15 |
Iridio | 22.4 | 2450 | 4800 | 0.032 | 51.0 |
Ladrillo | 1.5 | . | . | 0.22 | 0.7 |
Latón fundido | 8.55 | 900 | 2300 | 0.092 | 80 |
Latón laminado | 8.55 | 900 | 2300 | 0.092 | 90 |
Linóleo | 1.2 | . | . | . | . |
Litio | 0.53 | 186 | 1336 | 0.086 | 259.0 |
Madera | 1.28 | . | . | 0.60 | 0.16 |
Madera | 0.84 | . | . | 0.33 | . |
Madera abedul |
0.65 | . | . | 0.45 | 0.122 |
Madera alerce |
0.65 | . | . | 0.31 | 0.1 |
Madera arce | 0.75
| . | . | 0.38 | 0.3 |
Madera chopo |
0.65 | . | . | 0.32 | 0.131 |
Madera fresno
| 0.75 | . | . | 0.38 | 0.3 |
Madera haya |
0.8 | . | . | 0.32 | 0.123 |
Madera haya
blanca | 0.7 | . | . | 0.32 | 0.123 |
Madera pino |
0.65 | . | . | 0.31 | 0.14 |
Madera pino
blanco | 0.55 | . | . | 0.35 | 0.1 |
Madera roble |
0.85 | . | . | 0.57 | 0.18 |
Magnesia | 3.4 | . | . | . | . |
Magnesio | 1.74 | 650 | 1120 | 0.25 | 135.0 |
Manganio | 7.3 | 1260 | 1900 | 0.11 | . |
Marmol | 2.4 | 1290 | 2870 | 0.21 | 1.8 |
Mercurio | 13.6 | -38. | 357 | 0.033 | 7.2 |
Metal delta | 8.6 | 950 | . | 0.091 | 90.0 |
Mica | 3.0 | 1300 | . | 0.21 | 0.3 |
Mineral de hierro | 3.5 | 1300 | . | 0.175 | . |
Minio | 8.85 | 900 | . | 0.06 | 0.6 |
Molibdeno | 10.2 | 2500 | 3560 | 0.065 | . |
Nieve | 0.1 | 0 | | . | . |
Níquel | 8.8 | 1452 | 2400 | 0.110 | 45.0 |
Oro | 19.33 | 1064 | 2610 | 0.031 | 265.0 |
Osmio | 22.48 | 2500 | 5300 | 0.031 | . |
Óxido de cromo | 5.21 | 2200 | . | 0.18 | 0.36
|
Paladio | 11.5 | 1549 | 2200 | 0.059 |61.0 |
Papel | 0.9 | . | . | 0.319 | .
|
Parafina | 0.9 | 52 | 300 | 0.78 | 0.18 |
Petroeter | 0.67 | -160 | 40 | 0.42 | 0.12 |
Petróleo | 0.80 | -70 | 150 | 0.50 | 0.137 |
Piedra pómez | 1.25 | 1500 | 2600 | 0.22 | 1.1 |
Pizarra | 2.65 | 2000 | . | 0.181 | 0.36 |
Plata | 10.5 | 960 | 2000 | 0.056 | 360.0 |
Plata artificial | 8.55 | 1050 0.095 | 25.0 |
Platino | 21.4 | 1764 | 3800 | 0.031 | 60.0 |
Plomo | 11.34 | 327 | 1525 | 0.031 | 30.1 |
Porcelana | 2.35 | 1670 | . | 0.22 | 0.7 |
Radio | 5 | 700 | . | . | . |
Renio | 21.4 | 3170 | . | 0.035 | .
|
Rodio | 12.3 | 1960 | 2500 | 0.058 | 76.0 |
Rubidio | 1.52 | 39 | 696 | 0.08 | . |
Sebo | 0.95 | 40 a | 350 | 0.21 | . |
Selenio | 4.55 | 220 | 690 | 0.084 | . |
Silicio | 2.34 | 1415 | 2400 | 0.19 | . |
Sodio | 0.98 | 97.5 | 880 | 0.30 | 115.0 |
Tantalio | 16.6 | 3030 | . | 0.033 | 63.0 |
Telurio | 6.25 | 455 | 1390 | 0.048 | . |
Terpentina | 0.87 | -10 | 160 | 0.43 | 0.09 |
Titanio | 4.5 | 1800 | . | 0.146 | .
|
Toluolio | 0.88 | -94. | 110 | 0.38 | 0.12 |
Tombak | 8.65 | 900 | 2300 | 0.091 | 80 |
Torio | 11.3 | 1845 | . | 0.027 | .
|
Triclorato | 1.47 | -86 | 87 | 0.31 | 0.14 |
Turba | 0.64 | . | . | 0.45 | 0.05 |
Uranio | 18.7 | 1850 | . | 0.028 | .
|
Vanadio | 0.6 | 1715 | . | 0.12 | .
|
Vidrio plano |
2.5 | 700 | . | 0.20 | 0.5 |
Wolframio | 19.1 | 3350 | 4850 | 0.037 | 10.2 |
Yodo | 4.95 | 113 | 184 | 0.052 | . |
Zinc colado | 6.86 | 419 | 920 | 0.09 | 95.9 |
Zinc laminado | 7.15 | 419 | 920 |