¿Qué propiedades se ven afectadas por la temperatura?

Propiedades como la dilatación térmica, la resistencia, la ductilidad, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la fatiga se ven afectadas por la temperatura, y es crucial conocer caso por caso sus efectos en la aplicación fijada.

Entre las propiedades térmicas con las cuales se puede caracterizar un material se encuentran el punto de fusión, la degradación térmica, la temperatura y porcentaje de cristalización. El punto de fusión se define como la temperatura a la cual un material cambia de estado sólido a líquido.

La temperatura es una propiedad de la materia que nos informa sobre el estado de agitación de sus partículas. Se detecta ante la sensación de caliente o frío cuando tocamos un objeto. Cuando un cuerpo está frío, es que su temperatura es baja y sus moléculas se mueven bien lentas.

Efectos de la temperatura Las características mecánicas de la mayoría de los materiales están muy influenciadas por la temperatura de funcionamiento. Los diagramas tensión-deformación se obtienen a temperaturas específicas. Las altas temperaturas reducen la rigidez y la resistencia del material, mientras que las bajas temperaturas aumentan la rigidez y la resistencia del material .

Las propiedades físicas de los materiales que dependen del efecto de la temperatura son el punto de congelación, el punto de ebullición, el tamaño y la forma de los materiales . El punto de congelación es la temperatura a la que el material líquido se solidifica durante el proceso de enfriamiento.

La temperatura tiene un importante efecto en el desempeño de los equipos, elementos y estructuras metálicas: al aumentar la temperatura de un metal o aleación metálica, disminuyen tanto su resistencia, como su vida de fatiga.

El metal se expande cuando se calienta . La longitud, la superficie y el volumen aumentarán con la temperatura. El término científico para esto es expansión térmica. El grado de expansión térmica varía según los diferentes tipos de metal.

Los principales componentes de las propiedades térmicas son: Capacidad calorífica . Expansión Térmica . Conductividad térmica .

Propiedades térmicas

Un incremento de la temperatura provoca un incremento en la energía cinética de las moléculas, lo que hace que sea mayor el número de moléculas que alcanza la energía de activación. La velocidad de la reacción se incrementa al aumentar la concentración de los reactivos, ya que aumenta el número de choques entre ellos.

Cuando se añade energía térmica a una sustancia, su temperatura aumenta, lo que puede cambiar su estado de sólido a líquido (fusión), de líquido a gas (vaporización) o de sólido a gas (sublimación) .

A mayor temperatura, un material puede pasar de estado sólido a líquido o de líquido a gas. Al disminuir la temperatura, un material en estado gaseoso puede pasar a estado líquido y un líquido, a sólido. La materia puede cambiar de un estado de agregación a otro; estos cambios reciben un nombre.

Los límites elásticos y de tracción generalmente aumentan ligeramente a medida que se reducen las temperaturas y disminuyen a un ritmo progresivo a medida que aumentan las temperaturas. El módulo de elasticidad es más estable que la fuerza. La ductilidad disminuye uniformemente al disminuir la temperatura y aumenta al aumentar la temperatura .

Al aumentar la temperatura de un sistema aumenta la energía cinética media de sus partículas y su movilidad, con lo que se favorecen los cambios de estado progresivos: sólido ⇢ líquido ⇢ gas. Al aumentar la presión aumentan las fuerzas de cohesión y se favorecen los cambios regresivos: gas ⇢ líquido ⇢ sólido.

La afirmación es falsa . Las propiedades se ven afectadas por los cambios de temperatura y presión.

El calor que atraviesa una probeta cerámica cuando se calienta una de sus caras, puede originar un calentamiento súbito que obligue a dilatar el material cerámico, provocando tensiones que lo deterioren o lo rompan.

El metal se expande y contrae en condiciones de frío y calor, respectivamente, como resultado de los efectos de la temperatura sobre su actividad molecular.

Un aumento de temperatura provoca el correspondiente aumento de la ductilidad y la tenacidad, mientras que disminuye el módulo de elasticidad (E), el límite elástico y la tensión de rotura, y generalmente, disminuye el valor de n.

Los principales efectos adversos que causan las bajas temperaturas son la pérdida de ductilidad (la capacidad de sufrir deformación plástica antes de romperse) y el aumento de la fragilidad del material a medida que la temperatura cae por debajo de lo que se llama temperatura de transición de dúctil a frágil o DBTT.

El frío extremo hace que la mayoría de los materiales -como los caños plásticos y las piezas de metal- se vuelvan menos flexibles y más frágiles.

Los materiales se expanden o contraen cuando se someten a cambios de temperatura. La mayoría de los materiales se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían .

Propiedades térmicas de los materiales

Algunas de ellas son la conductividad térmica, la expansión térmica, el calor específico, el punto de fusión y la difusividad térmica.

Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En el Sistema Internacional de Unidades la conductividad térmica se mide en W/(K·m). También se lo expresa en J/(s·°C·m).

Las propiedades térmicas que son relevantes para el comportamiento del fuego incluyen la conductividad térmica (k), la densidad de masa (ρ), el calor específico (Cp) y, para materiales que pueden sufrir degradación térmica (es decir, pirólisis), el calor de gasificación (Lg). y la temperatura de ignición (Tig).

Propiedades térmicas de los materiales

Algunas de ellas son la conductividad térmica, la expansión térmica, el calor específico, el punto de fusión y la difusividad térmica.

Las propiedades térmicas están asociadas con una respuesta dependiente del material cuando se suministra calor a un cuerpo sólido, un líquido o un gas . Esta respuesta podría ser un aumento de temperatura, una transición de fase, un cambio de longitud o volumen, el inicio de una reacción química o el cambio de alguna otra cantidad física o química.

El cobre y el aluminio son los metales que tienen el mayor potencial de conductividad térmica. En contraste, el acero y el bronce poseen las más bajas. Esta característica resulta ser decisiva a la hora de elegir el metal para una solución en particular.