Propiedades físicas de los cuerpos

Propiedades físicas de los cuerpos

Las propiedades físicas son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia ya que sus moléculas no se modifican.

Contenido

Estado físico

Según la agrupación de sus moléculas, los cuerpos tienen cuatro estados diferentes: sólido, líquido, gaseoso y plasma.

Estado líquido

Véase también: Fluido

Al alcanzar la temperatura de fusión el sólido se va "descomponiendo" hasta desaparecer la estructura cristalina alcanzándose el estado líquido, cuya característica principal es la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe una cierta ligazón entre los átomos del cuerpo, aunque de mucha menor intensidad que en el caso de los sólidos. El estado líquido presenta las siguientes características:

  • Fuerza de cohesión menor (regular)
  • Movimiento-energía cinética.
  • Toma la forma del envase que lo contiene.
  • En frío se comprime.
  • Posee fluidez.
  • Puede presentar fenómeno de difusión.

Estado gaseoso

Artículo principal: Gas

Por último, incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso. Los átomos o moléculas del gas se encuentran virtualmente libres de modo que son capaces de ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene, aunque con mayor propiedad debería decirse que se distribuye o reparte por todo el espacio disponible. El estado gaseoso presenta las siguientes características:

  • Fuerza de cohesión casi nula.
  • Sin forma definida.
  • Toma el volumen del envase que lo contiene
  • Se puede comprimir fácilmente.
  • Ejerce presión sobre las paredes del recipiente que los contienen y sobre comprimen los objetos del gas.
  • Los gases se mueven con libertad.

Plasma

Al plasma se le llama a veces "el cuarto estado de la materia", además de los tres "clásicos", sólido, líquido y gas. Es un gas en el que los átomos se han roto, que está formado por electrones negativos y por iones positivos, átomos que han perdido electrones y han quedado con una carga eléctrica positiva y que están moviéndose libremente.

En la baja atmósfera, cualquier átomo que pierde un electrón (p.e., cuando es alcanzado por una partícula cósmica rápida) lo recupera pronto o atrapa otro. Pero la situación a altas temperaturas, como las que existen en el Sol, es muy diferente. Cuanto más caliente está el gas, más rápido se mueven sus moléculas y átomos, y a muy altas temperaturas las colisiones entre estos átomos moviéndose muy rápidamente son lo suficientemente violentas como para liberar los electrones. En la atmósfera solar, una gran parte de los átomos están permanentemente "ionizados" por estas colisiones y el gas se comporta como un plasma.

A diferencia de los gases fríos (p.e. el aire a la temperatura ambiente), los plasmas conducen la electricidad y son fuertemente influidos por los campos magnéticos. La lámpara fluorescente, muy usada en el hogar y en el trabajo, contiene plasma (su componente principal es el vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad, mediante la línea de fuerza a la que está conectada la lámpara. La línea hace positivo eléctricamente a un extremo y el otro negativo causa que los iones (+) se aceleren hacia el extremo (-), y que los electrones (-) vayan hacia el extremo (+). Las partículas aceleradas ganan energía, colisionan con los átomos, expulsan electrones adicionales y así mantienen el plasma, incluso aunque se recombinen partículas. Las colisiones también hacen que los átomos emitan luz y, de hecho, esta forma de luz es más eficiente que las lámparas tradicionales. Los letreros de neón y las luces urbanas funcionan por un principio similar y también se usan (o usaron) en electrónica.

Otro importante plasma en la naturaleza es la ionosfera, que comienza a unos 70-80 km por encima de la superficie terrestre. Aquí los electrones son expulsados de los átomos por la luz solar de corta longitud de onda, desde la ultravioleta a los rayos X: no se recombinan fácilmente debido a que la atmósfera se rarifica más a mayores altitudes y no son frecuentes las colisiones. La parte inferior de la ionosfera, la "capa D", a los 70-90 km, aún tiene suficientes colisiones como para desaparecer después de la puesta del sol. Entonces se combinan los iones y los electrones, mientras que la ausencia de luz solar no los vuelve a producir. No obstante, esta capa se restablece después del amanecer. Por encima de los 200 km, las colisiones son tan infrecuentes que la ionosfera prosigue día y noche.

Propiedades específicas de los sólidos

  • Adherencia: atracción o unión entre las moléculas próximas de los cuerpos.
  • Aleabilidad propiedad que tienen los materiales para formar aleaciones que dan lugar a nuevos materiales mejorando sus prestaciones. En todas las aleaciones un componente como mínimo tiene que ser un metal.
  • Calor específico. La capacidad calorífica o calor específico de una sustancia es la cantidad de energía necesaria para aumentar 1 ºC su temperatura. Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor.
  • Capilaridad: es la cualidad que posee una sustancia de absorber a otra.
  • Compresibilidad: es una propiedad de la materia a la cual se debe que todos los cuerpos disminuyan de volumen al someterlos a una presión o compresión determinada manteniendo constantes otros parámetros. Los sólidos a nivel molecular no se pueden comprimir
  • Conductividad eléctrica: es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente eléctrica a través de sí. Según esta condición los materiales se clasifican en conductores, aislantes y semiconductores.
  • Conductividad térmica: es la capacidad de los materiales para dejar pasar el calor
  • Dureza: dificultad que oponen los cuerpos a ser rayados. Escala de Mohs. La dureza se mide con unos instrumentos llamados durómetros y exsiten diferentes escalas de dureza Brinell, Rockwell, Vickers, etc
  • Divisibilidad: propiedad en virtud de la cual los cuerpos sólidos pueden fraccionarse hasta el límite molecular.
  • Ductilidad: propiedad que tienen algunos metales y aleaciones cuando, bajo la acción de una fuerza, pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos. A los metales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los metales más dúctiles son el platino, oro y cobre. El cobre se utiliza principalmente para fabricar cables eléctricos , porque a su buena ductilidad añade el hecho de que sea muy buen conductor de la electricidad
  • Elasticidad: designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentra sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan
  • Extensión: capacidad para ocupar una parte de espacio. (superficie, volumen, longitud)
  • Fragilidad: propiedad de la materia que indica con que facilidad se puede romper un cuerpo al sufrir un golpe ligero. la propiedad opuesta a la fragilidad es la tenacidad.
  • Impenetrabilidad: propiedad que impide que un cuerpo esté en el lugar que ocupa otro.
  • Inercia: resistencia que opone un cuerpo para salir de su estado de reposo, para cambiar las condiciones de movimiento o cesar en él sin aplicación de alguna fuerza.
  • Magnetismo: propiedad que tienen algunos metales para a atraer al hierro. El acero puede convertirse en imán si se desea. También se pueden producir electroimanes.
  • Maleabilidad: propiedad que tienen algunos materiales para formar láminas muy finas. El oro es un metal de una extraordinaria maleabilidad permitiendo láminas de solo unas milésimas de milímetros. La plata y el cobre también son muy maleables, así como la hojalata, que es una aleación de hierro y estaño
  • Mecanibilidad es la propiedad que tienen algunos materiales para ser mecanizados con procedimientos de arranque de viruta.
  • óptica determina como pasa la luz a través de los sólidos. Pueden ser transparente, traslúcido u opacos
  • Ósmosis. Es un fenómeno que consiste en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable.
  • Pesantez presión sobre los cuerpos sobre los que se apoya o tensión sobre los que prende.
  • Peso específico también se conoce con el nombre de densidad. Relación entre su peso y su volumen. Densidad= Peso/Volumen D=P/V. El peso específico de una sustancia se define como el peso por unidad de volumen.
  • Plasticidad propiedad mecánica de un material, biológico o de otro tipo, de deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico.
  • Porosidad propiedad de tener espacio libre entre sus moléculas y poder absorber líquidos o gases.
  • Punto de congelación temperatura a la cual un líquido se convierte en estado sólido
  • Punto de ebullición: temperatura a la cual un líquido se convierte en gas
  • Punto de fusión es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al estado líquido.
  • Resiliencia: es la cantidad de energía que puede absorber un material, antes de que comience la deformación irreversible, esto es, la deformación plástica.
  • Resistencia a la corrosión comportamiento que tienen los materiales al tomar contacto con productos químicos, especialmente ácidos.
  • Resistencia mecánica: capacidad que tiene un material de soportar los distintos tipos de esfuerzo que existen sin deformarse permanentemente.
  • Resistencia a la oxidación comportamiento que tienen los materiales ante el oxígeno de la atmósfera y el contacto con el agua.
  • Soldabilidad es la propiedad que tienen algunos materiales para poder ser soldados
  • Templabilidad propiedad que tienen algunos metales para endurecerse por tratamientos térmicos o químicos.
  • Tenacidad: es la resistencia que opone un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado o desgarrado, siendo una medida de su cohesión. El acero es un material muy tenaz, especialmente alguna de sus aleaciones.

Valores técnicos de algunos materiales

Material Densidad

kg/L

Punto de fusión

ºC

Punto de ebullición

ºC

Calor específico

kcal/kgºC

Conductividad térmica

kcal/mhºC

Ácido acético 1.08 16.8 118 . .
Ácido cianhídrico 0.7 -15 27 . .
Ácido clorhídrico 10% 1.05 -14 102 0.75 0.43
Ácido clorhídrico 40 % 1.20 . . . .
Ácido nítrico 0.99 -92 19.5 .
Äcido Salicílco 1.12 159 211
Ácido sulfúrico cristalino 1.84 10 a 330 0.33 0.4
Ácido sulfúrico cristalino 50% 1.40 . 338 . .
Ácido sulfuroso 1.49 -73 -10. 0.32 .
Aceite combustible 0.92 -5 175 . 0.10
Aceite de colza 0.91 -3.5 300 0.47 0.15
Aceite de linaza 0.94 -20 316 . 0.13
Aceite de maquina 0.91 -5 380 0.40 0.108
Aceite de transformador 0.87 -5 170 0.44 0.13
Aceite diésel 0.88 -5 175 . 0.11
Aceite gas 0.86 . 200 . 0.13
Aceite resina 0.96 -20 150 . 0.13
Acero 7.85 1350 2500 0.11 45
Acero colado 7.8 1350 . 0.120 45.0
Acero fundido 7.85 1400 2500 0.110 40.0
Acero rápido 8.7 1650 2600 0.119 22.0
Acetona 0.79 . 56.1 . .
Ágata 2.6 1600 2600 0.19 9.36
Agua 1 0 100 0.999 0.50
Alcohol 0.8 -98 66 0.60 .
Alcohol 96% 0.82 -90 78 . 0.14
Algodón 1.5 . . 0.324 .
Aluminio 2.7 658 2200 0.216 180.0
Aluminio bronce 7.7 1040 2300 0.104 110.0
ámbar 1.0 300 . . .
Antimonio 6.67 630 1440 0.05 19.37
Arcilla refractária 2.0 2000 2900 0.21 0.40
Arena seca 1.4 1550 2600 0.19 0.28
Arsénico 5.72 815 (633 0.083 .
Asbesto 2.5 . . 0.195 0.15
Azufre cristalino 1.96 113 445 0.18 0.23
Bario 3.6 700 1537 0.07
Barro 1.7 1600 2980 0.22 0.72
Benzol 0.89 5.4 80 0.43 0.118
Berilio 1.85 1279 0.449 144.0
Bismuto 9.8 271 1480 0.03 9.0
Bórax 1.72 741 . 0.238 .
Brea 1.08 . . . .
Bromo 3.14 -7.3 63 . .
Bronce 8.0 900 2300 0.086 100
Cadmio 8.64 321 778 0.056 79.2
Calcio 1.55 800 851 0.15 .
Calderita 2.5 1200 2800 0.19 2
Calio 0.86 63 762. 0.019 .
Caliza 1.8 . . 0.217 0.13
Carbidosilicio 3.12 . . 0.16 13.1
Carbón mineral 1.3 . . 0.31 0.14
Carbón vegetal 0.4 . 354 0.20 0.07
Carbono 3.51 3600 . 0.204 7.2
Carborundum 3.12 . . . 13.1
Cera 0.96 64 65 a 0.82 0.072
Cerio 6.77 630 . . .
Cesio 1.87 28.5 670 0.059 .
Chapopote 1.2 -15 300 . 0.16
Cloroformo 1.53 -70 61 . .
Cobre fundido 8.8 1083 2310 0.094 320.0
Cobre laminado 8.9 1083 2310 0.094 320.0
Cobre puro 8.93 1083 2310 0.094 320 0
Concreto -acero 2.4 . . 0.21 0.7
Constantán 8.89 160 240 0.098 20.0
Coque 1.4 . . 0.20 0.158
Corcho 0.25 . . 0.49 0.26
Corundio 4.0 2050 2980 0.23 0.6
Cromo 6.7 180 2200 0.108 .
Cuarzo 2.6 155 2590 0.19 0.94
Cuero 0.95 . . 0.357 0.15
Diamante 3.5 . . 0.079 7.2
Duraluminio 2.8 650 2000 0.22 111.0
Esmeril 4.0 2200 300 0.23 10.0
Espato 4.5 1580 . 0.11 .
Estaño colado 7.2 232 2200 0.06 55.0
Estaño laminado 7.4 232 2200 0.06 55.0
Esteatita 2.65 1650 . 0.25 2.3
Estroncio 2.54 797 1366 0.055 .
Eter 0.73 -117 35 0.54 0.12
Ethil perclorico 1.62 -20 119 0.216 .
Fibra de vidrio 0.15 . . 0.20 0.03
Fibra volcanica 1.28 . . 0.30 0.18
Fósforo 1.83 44.2 287. 0.19 .
Fósforo bronce 8.8 900 . 0.087 90
Fundición de zinc 6.8 393 1000 0.09 120.0
Gasolina 0.7 -150 50 0.5 0.14
Gis 2.2 . . 0.20 0.8
Glicerina 1.27 -20 290 0.58 0.25
Grafito 2.1 . . 0.197 4.32
Grasas 0.93 30 a 300 0.15 0.18
Gutapercha 0.98 148 180 . .
Hielo 0.9 0 100 0.50 1.5
Hierro. blanco 7.4 1560 2500 0.13 45.0
Hierro colado 7.25 1200 2500 0.127 42.0
Hierro fundido 7.8 1200 . 0.110 40.50
Hierro óxido 5.1 1565 . 0.16 0.50
Hierro puro 7.86 1530 3000 0.109 40
Hollín 1.65 . . 0.20 0.06
Hule crudo 0.95 125 . . 0.170
Hule duro 1.4 . . . 0.15
Iridio 22.4 2450 4800 0.032 51.0
Ladrillo 1.5 . . 0.22 0.7
Latón fundido 8.55 900 2300 0.092 80
Latón laminado 8.55 900 2300 0.092 90
Linóleo 1.2 . . . .
Litio 0.53 186 1336 0.086 259.0
Madera 1.28 . . 0.60 0.16
Madera 0.84 . . 0.33 .
Madera abedul 0.65 . . 0.45 0.122
Madera alerce 0.65 . . 0.31 0.1
Madera arce 0.75 . . 0.38 0.3
Madera chopo 0.65 . . 0.32 0.131
Madera fresno 0.75 . . 0.38 0.3
Madera haya 0.8 . . 0.32 0.123
Madera haya blanca 0.7 . . 0.32 0.123
Madera pino 0.65 . . 0.31 0.14
Madera pino blanco 0.55 . . 0.35 0.1
Madera roble 0.85 . . 0.57 0.18
Magnesia 3.4 . . . .
Magnesio 1.74 650 1120 0.25 135.0
Manganio 7.3 1260 1900 0.11 .
Mármol 2.4 1290 2870 0.21 1.8
Mercurio 13.6 -38. 357 0.033 7.2
Metal delta 8.6 950 . 0.091 90.0
Mica 3.0 1300 . 0.21 0.3
Mineral de hierro 3.5 1300 . 0.175 .
Minio 8.85 900 . 0.06 0.6
Molibdeno 10.2 2500 3560 0.065 .
Nieve 0.1 0 . .
Níquel 8.8 1452 2400 0.110 45.0
Oro 19.33 1064 2610 0.031 265.0
Osmio 22.48 2500 5300 0.031 .
Óxido de cromo 5.21 2200 . 0.18 0.36
Paladio 11.5 1549 2200 0.059 61.0
Papel 0.9 . . 0.319 .
Parafina 0.9 52 300 0.78 0.18
Petroeter 0.67 -160 40 0.42 0.12
Petróleo 0.80 -70 150 0.50 0.137
Piedra pomez 1.25 1500 2600 0.22 1.1
Pizarra 2.65 2000 . 0.181 0.36
Plata 10.5 960 2000 0.056 360.0
Plata artificial 8.55 1050 0.095 25.0
Platino 21.4 1764 3800 0.031 60.0
Plomo 11.34 327 1525 0.031 30.1
Porcelana 2.35 1670 . 0.22 0.7
Radio 5 700 . . .
Renio 21.4 3170 . 0.035 .
Rodio 12.3 1960 2500 0.058 76.0
Rubidio 1.52 39 696 0.08 .
Sebo 0.95 40 a 350 0.21 .
Selenio 4.55 220 690 0.084 .
Silicio 2.34 1415 2400 0.19 .
Sodio 0.98 97.5 880 0.30 115.0
Tantalio 16.6 3030 . 0.033 63.0
Telurio 6.25 455 1390 0.048 .
Terpentina 0.87 -10 160 0.43 0.09
Titanio 4.5 1800 . 0.146 .
Toluolio 0.88 -94. 110 0.38 0.12
Tombak 8.65 900 2300 0.091 80
Torio 11.3 1845 . 0.027 .
Triclorato 1.47 -86 87 0.31 0.14
Turba 0.64 . . 0.45 0.05
Uranio 18.7 1850 . 0.028 .
Vanadio 0.6 1715 . 0.12 .
Vidrio plano 2.5 700 . 0.20 0.5
Wolframio 19.1 3350 4850 0.037 10.2
Yodo 4.95 113 184 0.052 .
Zinc colado 6.86 419 920 0.09 95.9
Zinc laminado 7.15 419 920 0.09 91.0

Véase también

  • Sistema Internacional de unidades

Fuentes

  • Millán Gómez, Simón (2123). Procedimientos de Mecanizado. ISBN 84-9732-428-5.
  • Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas.. ISBN 84-283-1968-5.
Obtenido de "Propiedades f%C3%ADsicas de los cuerpos#Propiedades espec.C3.ADficas de los s.C3.B3lidos"

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