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Propiedades térmicas ¡Entérate de los 8 tipos!

Propiedades térmicas

Si los materiales (sólidos, líquidos o gases) se calientan o enfrían, muchas de sus propiedades cambian. Esto se debe al hecho de que la energía térmica suministrada o extraída de una muestra cambiará la energía cinética o potencial de los átomos o moléculas constituyentes.

En el primer caso, la temperatura de la muestra cambia, ya que la temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas elementales de una muestra. En el segundo caso, por ejemplo, se altera la energía de enlace de estas partículas, lo que puede provocar una transición de fase.

Las propiedades térmicas están asociadas a una respuesta dependiente del material cuando se suministra calor a un cuerpo sólido, a un líquido o a un gas. Esta respuesta puede ser un aumento de temperatura, una transición de fase, un cambio de longitud o volumen, un inicio de una reacción química o el cambio de alguna otra cantidad física o química.

Conductividad térmica

La conductividad térmica es la tasa de transferencia de calor a través de un material en estado estable. No se puede medir fácilmente, especialmente para materiales con baja conductividad, pero se dispone de datos confiables para la mayoría de los materiales comunes.

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Difusividad térmica

La difusividad térmica es una de las propiedades térmica que mide el flujo de calor transitorio a través de un material.

Calor especifico

El calor específico es una medida de la cantidad de energía requerida para cambiar la temperatura de una masa dada de material.

El calor específico se mide mediante técnicas de calorimetría y generalmente se informa como C V , el calor específico medido a presión constante, o C P , el calor específico medido a presión constante.

Punto de fusión

El punto de fusión es la propiedad térmica que mide la temperatura a la que un material pasa del estado sólido al líquido a una atmósfera. La temperatura de fusión no suele ser un criterio de diseño, pero ofrece pistas importantes sobre otras propiedades del material.

Temperatura de transición del vidrio

La temperatura de transición vítrea o T g es una propiedad importante de los polímeros. La temperatura de transición vítrea es un rango de temperatura que marca un cambio en el comportamiento mecánico.

Por encima de la temperatura de transición vítrea, un polímero se comportará como un sólido dúctil o líquido altamente viscoso. Debajo de T gel material se comportará como un sólido quebradizo.

Dependiendo de las propiedades deseadas, los materiales pueden usarse tanto arriba como debajo de su temperatura de transición vítrea.

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Coeficiente de expansión térmica

El coeficiente de expansión térmica es la cantidad que un material cambiará de dimensión con un cambio en la temperatura.

Es la cantidad de tensión debida a la expansión térmica por grado Kelvin expresada en unidades de K -1 . Para materiales isotrópicos es el mismo en todas las direcciones. Los materiales anisotrópicos tienen informes separados para cada dirección que es diferente.

Resistencia al choque térmico

La resistencia al choque térmico es una medida de cuán grande es el cambio de temperatura que puede soportar un material sin daños. La resistencia al choque térmico es muy importante para la mayoría de los diseños de alta temperatura.

Las mediciones de resistencia al choque térmico son altamente subjetivas porque dependen extremadamente del proceso. La resistencia al choque térmico es una función complicada de la transferencia de calor, la geometría y las propiedades del material.

El rango de temperatura y la forma de la pieza juegan un papel clave en la capacidad del material para soportar el choque térmico. Las pruebas deben diseñarse cuidadosamente para imitar las condiciones de servicio anticipadas para evaluar con precisión la resistencia al choque térmico de un material.

Resistencia a la fluencia

La fluencia lenta es una deformación dependiente de la temperatura y dependiente del tiempo. El arrastre es típicamente un factor en materiales por encima de un tercio de su temperatura de fusión absoluta o dos tercios de su temperatura de transición vítrea.

La resistencia al deslizamiento es una propiedad importante del material en el diseño de alta temperatura, pero es difícil de cuantificar con un solo valor. La respuesta lenta es una función de muchas variables materiales y externas, incluidas la tensión y la temperatura.

Durante la etapa I, la etapa primaria o transitoria, la curva comienza en la deformación inicial, con una pendiente relativamente alta o tasa de deformación que disminuye a lo largo de la etapa I hasta que se alcanza un estado estable. La etapa II, la etapa de estado estacionario, generalmente es la etapa más larga y representa la mayor parte de la respuesta.

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