Propiedades físicas de los cuerpos

Propiedades físicas de los cuerpos

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

Estado físico

Artículo principal: Estado de agregación de la materia

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.

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