LOS MATERIALES Y SUS PROPIEDADES
¿Qué es un material?
hace referencia a lo que tiene que ver con la materia. La materia, por su parte, es aquello que se opone a lo abstracto o espiritual.el término siempre gira en torno a una serie de complementos necesarios para llevar a cabo una labor o elementos imprescindibles en una determinada acción en este caso los materiales físico - químicos y mecánicos.
TIPOS DE MATERIALES
Empezaremos explicando cuales son los tipos de materiales que existen:
Materia prima: son las sustancias que se extraen directamente de la naturaleza. Las tenemos de origen animal, (la seda, pieles, etc.); vegetal, (madera, corcho, algodón, etc.) y mineral, (arcilla, arena, mármol, etc.).
Materiales de origen natural: Los materiales naturales son aquellos que los seres humanos toman de la naturaleza para crear productos, sin necesidad de ser modificados por procesos industriales, químicos o de otro tipo. Pueden provenir de plantas, animales o de la corteza terrestre. También existen materiales que pueden ser orgánicos e inorgánicos.
Materiales de origen animal: provienen de los animales. Por ejemplo, el cuero que se obtiene de la piel de los animales y la seda que se obtienen de los gusanos
Materiales de origen vegetal: A partir de las plantas obtenemos los materiales de origen vegetal. El material de origen vegetal más importante es la madera, pero también existen otros que empleamos de forma habitual, como las fibras vegetales (algodón, lino, mimbre) o el corcho.
Materiales de origen mineral: Los materiales de origen mineral se obtienen de minerales y rocas. Por ejemplo, el hierro y el mármol.
Materiales artificiales: Los materiales artificiales son los que fabricamos las personas. Para ello, utilizamos materiales naturales que luego convertimos en artificiales.También el plástico y el cartón son materiales artificiales. Los plásticos se fabrican con petróleo y el cartón se fabrica con madera.
AV - Pregunta Verdadero-Falso
Contesta a este pequeño cuestionario sobre los materiales naturales y los artificiales para asentar los conocimientos.
Propiedades de los materiales
Las Propiedades de los materiales son el conjunto de características que hacen que el material se comporte de una manera determinada ante estímulos externos como la luz, el calor, las fuerzas, el ambiente, etc... Los materiales que se necesitan para elaborar un determinado producto se diferencian entre sí y los vamos a elegir en función de sus propiedades.Las propiedades de los materiales se pueden agrupar en base a distintos criterios. Nosotros, desde un punto de vista técnico, vamos a establecer la siguiente clasificación:
Propiedades tecnológicos: son los objetos producido por el ser humano para satisfacer sus necesidades y mejorar su calidad de vida: una mesa, una estructura, un vestido, etc…El proceso para la obtención de un producto tecnológico se podría resumir de la siguiente forma: primero extraemos la materia prima de la naturaleza, posteriormente se transforma en un material, y con los materiales elaboramos el producto tecnológico final.
Propiedades sensoriales: Propiedades sensoriales son aquellas que están relacionadas con la impresión que causa el material en nuestros sentidos.Son propiedades sensoriales el color, el brillo, el olor y la textura.
Propiedades físico - químicas: La diferencia entre las propiedades físicas y químicas radica en que las propiedades físicas son visibles, medibles y no alteran la sustancia original, en cambio, las propiedades químicas comportan la reacción de una sustancia con respecto a otras sustancias, tanto en su comportamiento químico como en la alteración.
Propiedades mecánicas: Las propiedades mecánicas de un material describen el modo en que este responde a la aplicación de una fuerza o carga; incluyendo fuerzas de tensión, compresión, cizalla(corte),impacto, cíclicas o de fatiga, o fuerzas a altas temperaturas.
PROPIEDADES FÍSICO QUÍMICAS
Son las que nos informan sobre el comportamiento del material ante diferentes acciones externas, como el calentamiento, las deformaciones o el ataque de productos químicos.
Estas propiedades son debidas a la estructura microscópica del material; es la configuración electrónica de un átomo la que determina los tipos de enlaces atómicos y son éstos los que contribuyen a forjar las propiedades de cada material.
Calor específico: El calor específico es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado. Al calor específico también se le conoce como capacidad calorífica específica o capacidad térmica específica.
Conductividad eléctrica: La conductividad eléctrica es la capacidad que tiene una sustancia o material para permitir el paso de corriente eléctrica a través de sí, es decir, de transportar electrones. Los conductores eléctricos varían según la temperatura y las estructuras atómicas y moleculares de las sustancias o materiales. Se destacan dos tipos de conductores eléctricos que son los metálicos y los electrolitos. Según esta propiedad los materiales pueden ser conductores (cobre, aluminio), aislantes (mica, papel) o semiconductores (silicio, germanio).
Conductividad térmica: La conductividad térmica es una propiedad física de las materias o de los cuerpos que determina la capacidad de transportar calor por conducción de manera directa y sin intercambio de materia. Cada materia posee una conductividad térmica específica que caracteriza el transporte de calor, el cual siempre fluye de manera espontánea y de mayor a menor temperatura. El material del que están hechas las sartenes, ollas..., debe ser conductor térmico, para que transmita el calor desde el fuego hasta los alimentos.
Magnetismo: Se conoce como magnetismo al fenómeno de atracción y repulsión de determinados metales e imanes. En física, el magnetismo se define como la fuerza de atracción de imanes que presentan un polo positivo y otro negativo, conocido como dipolo. De esta forma, la propiedad dipolo magnético, informa que los polos iguales se repelen y los opuestos se atraen.
Según el comportamiento ante los campos magnéticos, los materiales pueden ser:
- diamagnetismo (oro, cobre), cuando se oponen a un campo magnético aplicado, de modo que en su interior se debilita el campo.
- paramagnéticos: (aluminio, platino) cuando el campo magnético en su interior es algo mayor que el aplicado.
- ferromagnéticos: (hierro, níquel) cuando el campo se ve reforzado en el interior de los materiales. Estos materiales se emplean como núcleos magnéticos en transformadores y bobinas en circuitos eléctricos y electrónicos.
Ópticas: la óptica es comprendida como parte de la física que se encarga de estudiar las leyes y fenómenos de la luz por lo tanto, óptica es relativo a la visión.
Un material puede ser transparente, (vidrio, celofán) cuando permite ver claramente objetos situados tras él, traslúcido (alabastro, mármol) cuando deja pasar la luz pero no permite ver bien a su través y opaco (madera,cartón) cuando impide que la luz lo atraviese.
Punto de congelación: Es la temperatura a la cual un líquido se transforma en sólido. El agua, por ejemplo, tiene su punto de congelación, como todos sabemos, en 0ºC.
Punto de ebullición: Es la temperatura a la cual un líquido se transforma en gas.
Pregunta de Selección Múltiple
Las propiedades mecánicas son las que describen el comportamiento de un material ante las fuerzas aplicadas sobre él, por eso son especialmente importantes al elegir el material del que debe estar construido un determinado objeto.
Tenacidad o fragilidad: Ponemos estas dos propiedades juntas porque son "opuestas".
Tenacidad: es la capacidad de un material de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se le apliquen.
Fragilidad: es la facilidad para romperse un material por la acción de un impacto.
Elasticidad o flexibilidad
Elasticidad: Elasticidad es la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que les había deformado.
Flexibilidad: Plasticidad es la aptitud de los materiales de adquirir deformaciones permanentes, es decir de no recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que les había deformado.
Dureza: Dureza se refiere a aquello que es duro, resistente y que carece de flexibilidad. La dureza es el obstáculo o impedimento que presentan algunos materiales cuando se desea alterar su condición física debido a la cohesión de sus átomos. Es decir, es difícil de rayar, penetrar, desgastar, romper, deformar o abrasar.
Pregunta Verdadero-Falso
Estas preguntas te ayudarán a comprender mejor las propiedades mecánicas.
Un material elástico no puede ser plástico.
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