Propriedades Físicas de Materiais de Engenharia

Para finalizar o material para um produto ou aplicação de engenharia, devemos ter conhecimento das propriedades físicas dos materiais. As propriedades físicas de um material são aquelas que podem ser observadas sem qualquer alteração da identidade do material. Algumas dessas propriedades típicas de um material estão listadas abaixo-

• Densidade

• Peso específico

• Temperaturas de mudança de estado

• Coeficientes de expansão térmica

• Calor específico

• Calor latente

• Fluidez

• Soldabilidade

• Elasticidade

• Plasticidade

• Porosidade

• Condutividade térmica

• Condutividade elétrica

Densidade dos Materiais

A densidade de um material ou substância é definida como “a massa por unidade de volume”. É representada como a razão entre a massa e o volume de um material. É denotada por “ρ”. Sua unidade no sistema SI é Kg/m3.
Se, m é a massa do material em Kg, V é o volume do material em metro3.
Então a Densidade do material,

Peso Específico dos Materiais

É definido como a razão entre a densidade do material em relação à densidade de um material de referência ou substância. Não possui unidade. Às vezes, também é chamado de densidade relativa. Para o cálculo de peso específico, geralmente a água é considerada como uma substância de referência.

Temperaturas de Mudança de Estado

Geralmente, uma substância tem três estados chamados - estado sólido, estado líquido, estado gasoso. A temperatura de mudança de estado é a temperatura na qual a substância muda de um estado para outro.

As temperaturas de mudança de estado são dos seguintes tipos-

Ponto de fusão-É a temperatura (em oC ou K) na qual a substância muda do estado sólido para o estado líquido.

Ponto de ebulição-É a temperatura (em oC ou K) na qual a substância muda do estado líquido para o estado gasoso.

Ponto de congelamento-É a temperatura (em oC ou K) na qual um líquido muda do estado líquido para o estado sólido. Teoricamente, é igual ao ponto de fusão. No entanto, na prática, pode haver algumas diferenças.

Coeficiente de Expansão Térmica

Quando um material é aquecido, ele se expande, o que resulta em mudanças em suas dimensões. O coeficiente de expansão térmica representa a expansão do material com o aumento da temperatura. Os coeficientes de expansão térmica são de três tipos, a saber-

Coeficiente de Expansão Térmica Linear
A mudança no comprimento de um objeto devido à mudança de temperatura está relacionada pelo “Coeficiente de expansão térmica linear”. É denotado por “αL”

Onde, ‘l’ é o comprimento inicial do objeto, ‘Δl’ é a mudança no comprimento, ‘Δt’ é a mudança na temperatura. A unidade de αL é por oC.

Coeficiente de Expansão Térmica de Área
A mudança na área de um objeto devido à mudança de temperatura está relacionada pelo “Coeficiente de expansão térmica de área”. É denotado por “αA”.

Onde, ‘l’ é o comprimento inicial do objeto, ‘ΔA’ é a mudança na área, ‘Δt’ é a mudança na temperatura. A unidade de αA é por oC.

Coeficiente de Expansão Térmica de Volume
A mudança no volume de um objeto devido à mudança de temperatura está relacionada pelo “Coeficiente de expansão térmica de volume”. É denotado por “αV”

Onde, ‘l’ é o comprimento inicial do objeto, ‘ΔV’ é a mudança no volume, ‘Δt’ é a mudança na temperatura. A unidade de αA é por oC.

Calor Específico dos Materiais

O calor específico de um material é definido como a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa de material em 1oC. É denotado por ‘S’.

Onde, m é a massa do material em Kg. Q é a quantidade de calor fornecida ao material em Joule. Δt é o aumento de temperatura. A unidade de calor específico no sistema SI é Joule/Kg oC.

Calor Latente dos Materiais

O calor latente de um material é defin