Ciencia De Los Materiales 1

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Ciencia de los Materiales


MASA

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PESO

 MEDIDA DE LA CANTIDAD DE MATERIA.

 OBJETO O MATERIAL QUE TIENE MASA Y VOLÚMEN.


MATERIA

Propiedades generales de los materiales

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 SUSTANCIAS QUE PUEDEN DESCOMPONERSE EN MATERIALES MAS SIMPLES Y SE IDENTIFICAN POR SUS PROPIEDADES.


COMPUESTOS

 SUSTANCIAS QUE NO PUEDEN REDUCIRSE A MATERIALES MAS SIMPLES.  EXISTEN 109 ELEMENTOS:  CARBONO  OXIGENO  COBRE  HIERRO


ELEMENTOS

Propiedades generales de los materiales

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Z Numero atómico: cantidad de electrones A Masa atómica : numero de protones + neutrones

ATOMO

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elementos pertenecientes a un mismo grupo tienen la misma configuración electrónica en su nivel más externo. Según esto, los elementos quedan agrupados en 4 grandes bloques, denominados s (2 e ¯), p (6 e ¯), d (10 e ¯) y f (14 e ¯) ,según cual sea el orbital que se este ocupando.


Los


Los elementos de distribuyen en filas o períodos.

atómicos.


Se ordenan en el orden creciente de sus números


Sistema de clasificación de los elementos.

Tabla Periódica




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Metales (actinio, litio, etc.)
No-metales (yodo, oxigeno, etc.)
Elementos gaseosos (xenón, helio, etc.)
Sólidos (carbono, calcio, etc.)
Líquidos (mercurio, bromo, etc.)
Elementos preparados artificialmente (plutonio, nobelio, etc.)

los elementos incluye:


En forma general la clasificación periódica de

Propiedades periódicas de los elementos




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Si la afinidad electrónica es elevada, el elemento tiene gran tendencia a captar electrones, siendo, por tanto, muy electronegativo.

: muy relacionada con la afinidad electrónica. Indica la mayor o menor atracción que ejerce un átomo sobre el par de electrones que comparte con otro átomo con el que está unido mediante un enlace covalente.


Electronegatividad

: es la tendencia que tiene un elemento químico a captar electrones.


Afinidad electrónica

Propiedades periódicas de los elementos

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:

:

1s²

2s²p³

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2 = 2do nivel s = 1er orbital 2 = 2 electrones p = 2do orbital 3 = 3 electrones

1 = 1er nivel s = 1er orbital 2 = 2 electrones

Su configuración electrónica es 1s²2s²p³ :

electrones (e ¯) habitan los orbitales que serían el lugar en el cual se disponen y habitan.
Ejemplo: Veamos el caso del Nitrógeno.


Es el ordenamiento de los electrones de un átomo determinado. Los

¿Qué es la Configuración electrónica?

COVALENTES VAN DER WAALS







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IÓNICOS





TIPOS DE ENLACES DE MATERIALES:

Enlaces













IONES

METÁLICOS

Y

NO

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NO METÁLICOS SE APROPIAN DE LOS ELECTRONES CEDIDOS POR LOS METALES.

METAL CEDE UNO O VARIOS ELECTRONES.

ENLACE ENTRE IONES NO METÁLICOS Y NO METÁLICOS.

ENLACE ENTRE METÁLICOS.


ENLACES IÓNICOS

Enlaces




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ENLACE EN EL CUAL LOS COMPARTEN ELECTRONES.


ENLACES COVALENTES

Enlaces

ÁTOMOS







ASIMETRICA

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DISTRIBUCIÓN CARGAS.

DE

LAS

ENLACE SECUNDARIO ENTRE MOLÉCULAS


ENLACES VAN DER WAALS

Enlaces

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del hidrógeno y así completa su último orbital p.


El cloro por ser muy electronegativo atrae al único electrón

1s²2s²p63s²p5

1s¹

H + Cl ↓ HCl

HIDRÓGENO + CLORO ↓ ÁCIDO CLORHÍDRICO

Ejemplo de enlace iónico

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Ejemplo de Enlace iónico

CERÁMICOS POLÍMEROS







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METALES





FAMILIA DE MATERIALES:

Propiedades generales de los materiales

PROPIEDADES QUÍMICAS




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PROPIEDADES FÍSICAS





COMPUESTOS

Propiedades generales de los materiales




:

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COMPOSICIÓN QUIMICA

:

PESO DENSIDAD DUREZA – RESISTENCIAS MECÁNICAS COEFICIENTES DE DILATACIÓN TÉRMICA COLOR


PROPIEDADES QUÍMICAS

















PROPIEDADES FÍSICAS

Propiedades generales de los materiales


GASEOSO


LÍQUIDO


SÓLIDO

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Estados Físicos de la materia













:

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Poseen una forma definida Volumen propio Rígidos No pueden fluir


SÓLIDO

Estados Físicos de la materia
















:

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Volumen propio Pueden fluir Difícilmente compresible Adoptan la forma del recipiente Presentan una superficie horizontal determinada con la gravedad


LÍQUIDO

Estados Físicos de la materia

:

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 Fácilmente compresible  No tienen forma  No poseen un volumen propio ya que se expanden ocupando cualquier recipiente cerrado


GASEOSO

Estados Físicos de la materia

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atracción molecular.


Energía calórica modifica fuerzas de

variaciones de temperaturas a que son sometidos los materiales.


Cambios se generan a partir de las

Estados Físicos de la materia

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GAS

Evaporación

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Condensación

LÍQUIDO

Sublimación

Solidificación

SÓLIDO

Fusión

Estados Físicos de la Materia




FIERRO CANDENTE

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VAPOR DE AGUA LIQUIDO

BARRA DE HIELO

FENOMENO QUE REPRESENTA EL PASO DIRECTO DESDE EL ESTADO SÓLIDO A GASEOSO.

SUBLIMACIÓN

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TERMOMETROS.

LA MEDIDA DEL GRADO DE AGITACIÓN DE LAS MOLÉCULAS Y ATOMOS QUE CONSTITUYEN LA MATERIA.


ES

TEMPERATURA

CELSIUS KELVIN FAHRENHEIT










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DISTINTAS ESCALAS:

TEMPERATURA

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Tf = 1,8 ∗ Tc + 32

5 Tc = (Tf − 32 ) 9

Tk = 273,15 + Tc

Tf = Fahrenheit

Tc = Celsius

Tk = Kelvin


CONVERSIÓN DISTINTAS ESCALAS.

TEMPERATURA

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DILATACIÓN

TIENDEN A SEPARARSE

AGITACIÓN DE LAS MOLECULAS


ANTE UN AUMENTO DE TEMPERATURA

DILATACIÓN TERMICA

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∆L = α • L • ∆T

DILATACIÓN TERMICA

17 x 10-6 9 X 10-6 25 x 10-6 29 x 10-6 12 x 10-6 0,4 x 10-6 11 x 10-6

COBRE

VIDRIO COMUN

ZINC

PLOMO

HORMIGÓN

SILICE

ACERO

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23 x 10-6

α (° C )

ALUMINIO

SUSTANCIA

COEFICIENTES DE DILATACIÓN TERMICA

29 x 10-6 5 X 10-6 5 x 10-6 54 x 10-6

PLOMO

ROBLE

PINO RADIATA

MARMOL

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23 x 10-6

α (° C )

DUROALUMINIO

SUSTANCIA

COEFICIENTES DE DILATACIÓN TERMICA

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DESDE LAS SUSTANCIAS MAS CALIENTE A LAS MAS FRÍAS.


LA TRANSFERENCIA DE ENERGÍA CALÓRICA SE REALIZA

ENERGÍA EN TRANSITO QUE PASA DE UN CUERPO A OTRO DE DISTINTAS MANERAS.


ES UNA FORMA DE ENERGÍA QUE SE MANIFIESTA COMO

CUERPO A OTRO EN VIRTUD UNICAMENTE DE LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA ENTRE ELLOS.


ES UNA FORMA DE ENERGÍA QUE SE TRANSMITE DE UN

EL CALOR

ES LA CANTIDAD DE ENERGÍA TERMICA NECESARIA PARA ELEVAR SU TEMPERATURA EN 1º C.

•

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ES LA CANTIDAD DE ENERGÍA NECESARIA PARA AUMENTAR 1 º C SU TEMPERATURA. INDICA LA MAYOR O MENOR DIFICULTAD QUE PRESENTA DICHA SUSTANCIA PARA EXPERIMENTAR CAMBIOS DE TEMPERATURA BAJO EL SUMINISTRO DE CALOR.


CALOR ESPECÍFICO





CAPACIDAD CALORICA

EL CALOR

1,00 0,53

Agua

Hielo

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0,16

Calor Especifico

Arena

Material

CALORES ESPECIFICOS

CONVECCIÓN

RADIACIÓN

CONDUCCIÓN










CALOR:

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EXISTEN TRES FORMAS DE TRANFERENCIA DEL

TRANSFERENCIA DEL CALOR

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5. EXCLUSIVA DE LOS FLUÍDOS. 1. LÍQUIDOS 2. GASES

4. SUSTANCIAS QUE TIENEN SUS MOLÉCULAS SEPARADAS ENTRE SÍ.

GRAVEDAD TIENDEN A DESCENDER.

3. LAS PARTÍCULAS DE LA SUPERFICIE TIENEN MAYOR DENSIDAD Y POR

SEPARACIÓN DE LAS MOLÉCULAS DISMINUYENDO LA DENSIDAD DE PARTÍCULAS.

2. EL LÍQUIDO EN CONTACTO CON LA FUENTE DE CALOR GENERA UNA

1. PUEDEN TRASLADARSE Y MOVERSE DESDE UN LUGAR A OTRO.

CONVECCIÓN DEL CALOR







AGUA

EN

ESTANQUES

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TIEMPO CALUROSO ALMACENAR AGUA EN ESTANQUES CON COLORES CLAROS.

TIEMPO FRÍO ALMACENAR COLORES OSCUROS.

DEL CALOR.


ASPECTOS PRÁCTICOS PARA EL APROVECHAMIENTO

FORMA DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS.


CORRESPONDE A LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN

RADIACIÓN DEL CALOR




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 MATERIALES AISLANTES

 MATERIALES CONDUCTORES

EL CALOR GENERA UNA VIBRACIÓN CON MAYOR AMPLITUD Y COMENZARÁN A VIBRAR CON MAYOR RAPIDEZ CON CHOQUES SUCESIVOS ENTRE MOLÉCULAS TRANSFIRIENDO ENERGÍA CINÉTICA ENTRE ELLAS .


SE PRODUCE EN MATERIALES SÓLIDOS.

CONDUCCIÓN DEL CALOR

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CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

INTERCAMBIO DE TEMPERATURA


Materiales con distintas Temperaturas

EQUILIBRIO TÉRMICO







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 CONDUCTORES  AISLADORES

CONDUCTIVIDAD

Rapidez con la cual los materiales transfieren calor a través de ellos.

CONDUCTIVIDAD TERMICA










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Vías de Puentes. Juntas de Contracción en Pavimentos.

ELEMENTOS METÁLICOS.


Elementos con buena conductividad.

CONDUCTIVIDAD TERMICA







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 SOBRELOSAS EN ÚLTIMO PISO  AISLACIÓN TÉRMICA EN CALDERAS  VIVIENDAS DE MADERA

Poli estireno Expandido Lana Mineral

SECTOR

Elementos con baja conductividad:


USOS





MATERIALES AISLANTES.

CONDUCTIVIDAD TERMICA

DE
















GAS CARBON CICLO COMBINADO TERMONUCLEARES

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fotovoltaica a una forma de obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos)

EOLICAS OLEAJE MARINO FOTOVOLTAICA (Se denomina energía solar

   

CENTRALES HIDROELECTRICAS CENTRALES TERMOELECTRICAS


FUENTES GENERADORAS DE ELECTRICIDAD:

ELECTRICIDAD

:

POLIMEROS


AISLANTES


:

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:

(Se le llama resistividad al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos)

MATERAL CONDUCTOR
METALES
AGUA
CONDUCTORES
METÁLICOS
MENOR RESISTIVIDAD


FLUJO DE ELECTRONES A TRAVES DE UN

ELECTRICIDAD

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