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LAS PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS
En esta sección consideramos cómo las propiedades de los sólidos, en particular sus propiedades mecánicas, eléctricas y magnéticas se resultan de las propiedades de los átomos que los forman. La fabricación racional de materiales modernos depende crucialmente de la comprensión de este tema.

PROPIEDADES MECÁNICAS
Los conceptos fundamentales para la discusión delas propiedades mecánicas de los sólidos son el esfuerzo y la deformación. El esfuerzo sobre un objeto es la fuerza aplicada dividida por el área sobre la cual se aplica. La deformación es la distorsión resultante en la muestra. Reología es el campo general de las relaciones entre esfuerzo y deformación. a) Propiedades Reológicas El esfuerzo puede ser aplicado en un número diferente de formas: 1.Esfuerzo uniaxial, es la simple compresión o extensión en una dirección. 2. Esfuerzo puro, es el que tiende a empujar las caras enfrentadas de una muestra simultáneamente en direcciones opuestas. 3. Esfuerzo hidrostático, es el aplicado simultáneamente en todas las direcciones cuando el cuerpo está sumergido en un fluído.

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Una muestra sometida a un pequeño esfuerzo sufre una deformaciónelástica en el sentido que recobra su forma original cuando se suprime el esfuerzo. Para esfuerzos pequeños, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. La respuesta resulta no lineal para esfuerzos grandes, sin embargo el sólido puede conservar su elasticidad. Por encima de cierto umbral la deformación se convierte en plástica en el sentido que no se recupera la conformación inicialcuando se suprime el esfuerzo. La deformación plástica ocurre cuando se producen rompimientos de uniones y en metales puros ocurre típicamente por la acción de dislocaciones existentes en los mismos. Los sólidos quebradizos como los iónicos exhiben fracturas súbitas, pues el esfuerzo localizado en grietas hace que se extienda en forma catastrófica. La respuesta de un sólido a un esfuerzo aplicado seresume en general por un número de coeficientes de proporcionalidad conocidos como módulos. Módulo de Young E = esfuerzo normal/deformación normal K = presión/cambio fraccional en volumen

Módulo de volumen

Modulo de deslizamiento o de corte G = esf. de corte/def. de corte donde el esfuerzo normal se refiere al estiramiento y la compresión del material (a) y esfuerzo de corte es el que semuestra en la figura (b). El módulo de volumen es la inversa de la compresibilidad K.

Una tercera relación indica la manera en que la muestra cambia su forma. Ésta fue impuesta por Poisson y se muestra a continuación:

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Relación de Poisson

Vp = deform. transversal/deform. normal

Estos módulos están relacionados entre sí como se muestra en las siguientes ecuaciones:

Podemos usarargumentos termodinámicos para descubrir la relación de estos módulos con las propiedades moleculares del sólido. Para eso, combinamos la ecuación de la compresibilidad K, reescrita para K = κ-1 con la relación termodinámica p = -(∂U/∂V)T para obtener:

Esta expresión muestra que el módulo de volumen ( y también los otros dos lo cual se ve al reemplazar en la ecuación que relaciona los módulos)depende de la curvatura en un gráfico de la energía interna versus el volumen. Para desarrollar esta conclusión, notemos que la variación de la energía interna con el volumen se puede expresar en términos de su variación con un parámetro de red R, tal como la longitud del lado de una celda unidad. Podemos escribir:

y así,

Para calcular K en el equilibrio de volumen de la muestra hacemos R = R0y recordamos que en el equilibrio ∂U/∂R = 0, entonces :

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donde 0 significa que las derivadas se evalúan para distancias de equilibrio de la celda unidad haciendo R = R0 luego de haber calculado la derivada. En este punto se puede escribir V = aR3 donde a es una constante que depende de la estructura del cristal, implicando que ∂R/∂V = (3aR2)-1. Luego si la energía interna está dada por...