propiedades de los materiales











PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Las propiedades de los materiales se clasifican en propiedades físicas, químicas y tecnológicas. Dentro de las propiedades físicas se estudian las propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas, además de otras propiedades como la densidad.


PROPIEDADES TERMICAS
Por "propiedad o característica térmica" seentiende la respuesta de un material al ser calentado.
A medida que un sólido absorbe energía en forma de calor, su temperatura y sus dimensiones aumentan. La energía puede transportarse de las regiones calientes a las regiones más frías de la muestra si existe un gradiente de temperatura y, finalmente la muestra puede fundirse.
La capacidad calorífica, la dilatación térmica, la conductividadtérmica y el calor latente son propiedades muy importantes en la utilización práctica de los materiales y, en particular, de los materiales refractarios.

Calor específico

Es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad. En general, el valor del calorespecífico depende del valor de la temperatura inicial. Se le representa con la letra (minúscula).
De forma análoga, se define la capacidad calorífica como la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). Se la representa con la letra (mayúscula).
Por lo tanto, el calor específico es el cociente entre lacapacidad calorífica y la masa, esto es donde es la masa de la sustancia.
El calor específico es una propiedad intensiva de la materia, por lo que es representativo de cada materia; por el contrario, la capacidad calorífica es una propiedad extensiva representativa de cada cuerpo o sistema particular.3 (Ver tabla en: Calor específico y capacidad calorífica de algunos materiales.)
Cuanto mayor es elcalor específico de las sustancias, más energía calorífica se necesita para incrementar la temperatura. Por ejemplo, se requiere ocho veces más energía para incrementar la temperatura de un lingote de magnesio que para un lingote de plomo de la misma masa.
El término "calor específico" tiene su origen en el trabajo del físico Joseph Black, quien realizó variadas medidas calorimétricas y usó lafrase “capacidad para el calor”.4 En esa época la mecánica y la termodinámica se consideraban ciencias independientes, por lo que actualmente el término podría parecer inapropiado; tal vez un mejor nombre podría ser transferencia de energía calorífica específica, pero el término está demasiado arraigado para ser reemplazado.
A continuación se muestran calores específicos a 20°C de varios polímeros.Policloruro de vinilo
0,22
Poliestireno
0,30
Poliamidas
0,40 -0,50
Polietileno
0,55
Agua
1,00

Ecuaciones básicas
El calor específico medio () correspondiente a un cierto intervalo de temperaturas se define en la forma:

Donde es la transferencia de energía en forma calorífica entre el sistema y su entorno u otro sistema, es la masa del sistema (se usa una n cuando se trata delcalor específico molar) y es el incremento de temperatura que experimenta el sistema. El calor específico () correspondiente a una temperatura dada se define como:


El calor específico () es una función de la temperatura del sistema; esto es, . Esta función es creciente para la mayoría de las sustancias (excepto para los gases monoatómicos y diatómicos). Esto se debe a efectos cuánticos quehacen que los modos de vibración estén cuantizados y sólo estén accesibles a medida que aumenta la temperatura. Conocida la función, la cantidad de calor asociada con un cambio de temperatura del sistema desde la temperatura inicial a la final se calcula mediante la integral siguiente:

En un intervalo donde la capacidad calorífica sea aproximadamente constante la fórmula anterior puede...