Materiales

PROPIEDADES TÉRMICAS DE LOS MATERIALES

La temperatura es un factor externo de enorme importancia, ya que afecta prácticamente a todas las características de los materiales. Las propiedades mecánicas, eléctricas o magnéticas sufren importantes cambios cuando la temperatura varía. Deben tenerse en cuenta los efectos térmicos a la hora de dimensionar o seleccionar el material idóneo ya que algunas aplicaciones industriales requieren la utilización de materiales con propiedades térmicas específicas. Cuando un sólido recibe energía en forma de calor, el material absorbe calor, lo transmite y se expande. Estos tres fenómenos dependen respectivamente de tres propiedades características del material: la capacidad calorífica, su conductividad térmica y de su coeficiente de dilatación.

Capacidad calorífica: de una sustancia se define como la cantidad de calor necesaria para elevar 1ºC su temperatura

Al multiplicar por la masa molecular de la sustancia se obtendría la capacidad calorífica molar, menos usada en ingeniería.

El calor no es una función de estado del sistema, sino que depende del camino, por tanto hay dos modos de medir el calor específico. Uno manteniendo el volumen constante, cv, y el otro, manteniendo la presión constante, cp. El valor de cp es siempre mayor que el de cv, pero su diferencia es pequeña para la mayoría de los sólidos a temperatura ambiente o inferiores. En ingeniería se trabaja a presión constante.

Conductividad térmica: es la propiedad de los materiales de transmitir el calor, produciéndose, lógicamente una sensación de frío al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico o malo.

Fusibilidad: es la facilidad con que un material puede derretirse o fundirse. Es la propiedad que permite obtener piezas fundidas o coladas.

Materiales como la soldadura requieren un bajo punto de fusión de forma que cuando el calor es aplicado a la misma, ella se derrita antes que los otros materiales siendo soldados (siendo esto una alta fusibilidad).

Por otra parte, existen otros materiales que son utilizados en instrumentos (como algunos hornos especiales)que se les aprovecha su baja fusibilidad. Los materiales que sólo se derriten a temperaturas muy altas se les llaman materiales refractarios.

Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo o con otro material. Lógicamente los materiales con buena fusibilidad suelen tener buena soldabilidad.

Punto de fusión: El punto de fusión (o, raramente, punto de licuefacción) es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido-líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde. Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante. El punto de fusión es una propiedad intensiva.

En la mayoría de las sustancias, el punto de fusión

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