Propietats físiques dels materials d'enginyeria
Per finalitzar el material per a un producte o aplicació d'enginyeria, hauríem de tenir coneixement de les propietats físiques dels materials. Les propietats físiques d'un material són aquelles que es poden observar sense cap canvi en la identitat del material. Algunes d'aquestes propietats típiques d'un material es llisten a continuació-
Densitat
Pes específic
Temperatures de canvi d'estat
Coeficients de dilatació tèrmica
Calor específica
Calor latent
Fluiditat
Soldabilitat
Elasticitat
Plasticitat
Porositat
Conductivitat tèrmica
Densitat dels Materials
La densitat d'un material o substància es defineix com "la massa per unitat de volum". Es representa com la raó entre la massa i el volum d'un material. S'indica amb “ρ”. La seva unitat en el sistema SI és Kg/m3.
Si, m és la massa del material en Kg, V és el volum del material en metre3.
Llavors, la densitat del material,
Pes específic dels Materials
Es defineix com la raó entre la densitat del material respecte a la densitat d'un material de referència o substància. No té unitat. A vegades també se l'anomena densitat relativa. Per al càlcul de la gravetat, generalment s'utilitza l'aigua com a substància de referència.
Temperatures de canvi d'estat
Generalment, una substància té tres estats anomenats - estat sòlid, estat líquid, estat gasós. La temperatura de canvi d'estat és la temperatura a la qual la substància canvia d'un estat a un altre.
Les temperatures de canvi d'estat són dels següents tipus-
Punt de fusió-És la temperatura (en oC o K) a la qual la substància canvia de l'estat sòlid a l'estat líquid.
Punt d'ebullició-És la temperatura (en oC o K) a la qual la substància canvia de l'estat líquid a l'estat gasós.
Punt de solidificació-És la temperatura (en oC o K) a la qual un líquid canvia de l'estat líquid a l'estat sòlid. Teòricament, és igual al punt de fusió. Tanmateix, pràcticament es pot observar alguna diferència.
Coeficient de Dilatació Tèrmica
Quan un material es calenta, es dilata, degut al qual els seus dimensions canvien. El coeficient de dilatació tèrmica, representa la dilatació en el material amb l'augment de la temperatura. Hi ha tres tipus de coeficients de dilatació tèrmica, a saber-
Coeficient de Dilatació Tèrmica Lineal
El canvi en la longitud d'un objecte degut al canvi de temperatura es relaciona amb el "coeficient de dilatació tèrmica lineal". Es denota per “αL”
On, ‘l’ és la longitud inicial de l'objecte, ‘Δl’ és el canvi en la longitud, ‘Δt’ és el canvi en la temperatura. La unitat de αL és per oC.
Coeficient de Dilatació Tèrmica d'Àrea
El canvi en l'àrea d'un objecte degut al canvi de temperatura es relaciona amb el "coeficient de dilatació tèrmica d'àrea". Es denota per “αA”.
On, ‘l’ és la longitud inicial de l'objecte, ‘ΔA’ és el canvi en la longitud, ‘Δt’ és el canvi en la temperatura. La unitat de αA és per oC.
Coeficient de Dilatació Tèrmica de Volum
El canvi en el volum d'un objecte degut al canvi de temperatura es relaciona amb el "coeficient de dilatació tèrmica de volum". Es denota per “αV”
On, ‘l’ és la longitud inicial de l'objecte, ‘ΔV’ és el canvi en la longitud, ‘Δt’ és el canvi en la temperatura. La unitat de αA és per oC.
Calor Específica dels Materials
La calor específica d'un material es defineix com la quantitat de calor necessària per augmentar la temperatura d'una unitat de massa de material en 1oC. Es denota per ‘S’.
On, m és la massa del material en Kg. Q és la quantitat de calor donada al material en Joule. Δt és l'augment de temperatura. La unitat de calor específica en el sistema SI és Joule/Kg oC.
Calor Latent dels Materials
