Cada objeto que rodea a una persona está hecho de cierta materia prima. Sirve como una variedad de materiales. Para usarlos de manera más efectiva, en primer lugar, debe examinar cuidadosamente sus propiedades y características inherentes.
Tipos de propiedades
Actualmente, los investigadores han identificado tres tipos principales de propiedades materiales:
- físico;
- química;
- mecánica.
Cada uno de ellos describe ciertas características de un material en particular. A su vez, se pueden combinar, por ejemplo, las propiedades físicas y químicas de los materiales se combinan en propiedades físicas y químicas.
Propiedades físicas
Las propiedades físicas de los materiales caracterizan su estructura, así como su relación con todo tipo de procesos (de naturaleza física) que provienen del medio externo. Estas propiedades pueden ser:
- Características específicas de la estructura y características estructurales - cierto,densidad media y aparente; densidad cerrada, abierta o total.
- Hidrofísica (respuesta al agua o las heladas): absorción de agua, pérdida de humedad, humedad, resistencia a las heladas.
- Termofísica (propiedades que surgen bajo la influencia del calor o el frío): conductividad térmica, capacidad calorífica, resistencia al fuego, resistencia al fuego, etc.
Todos se refieren a las propiedades físicas básicas de materiales y sustancias.
Características específicas
La densidad real es una propiedad física de los materiales, que se expresa por la relación entre la masa de una sustancia y su volumen. En este caso, el objeto en estudio debe estar en densidad absoluta, es decir, sin vacíos ni poros. La densidad promedio se llama cantidad física, que está determinada por la relación entre la masa de una sustancia y el volumen que ocupa en el espacio. Al calcular esta propiedad, el volumen de un objeto incluye todos los poros y vacíos internos y externos.
Las sustancias sueltas se caracterizan por una propiedad física de los materiales como la densidad aparente. El volumen de tal objeto de estudio incluye no solo la porosidad del material, sino también los vacíos formados entre los elementos de la sustancia.
La porosidad de un material es un valor que expresa el grado de llenado del volumen total de una sustancia con poros.
Propiedades hidrofísicas
Las consecuencias de la exposición al agua o las heladas dependen en gran medida del grado de su densidad y porosidad, que afectan el nivel de absorción de agua,permeabilidad al agua, resistencia a las heladas, conductividad térmica, etc.
La absorción de agua es la capacidad de una sustancia para absorber y retener la humedad. El alto nivel de porosidad juega un papel importante en esto.
El retorno de humedad es una propiedad opuesta a la absorción de agua, es decir, caracteriza al material del lado del retorno de humedad a su entorno. Este valor juega un papel importante en el procesamiento de ciertas sustancias, por ejemplo, materiales de construcción, que tienen una alta humedad durante el proceso de construcción. Gracias a la liberación de humedad, se secan hasta que su humedad es igual a la del ambiente.
La higroscopicidad es una propiedad que permite la absorción de vapor de agua por parte de un objeto desde el exterior. Por ejemplo, la madera puede absorber mucha humedad, lo que hace que aumente de peso, disminuya su resistencia y cambie de tamaño.
La contracción o encogimiento es una propiedad hidrofísica de los materiales, que implica una disminución de su volumen y tamaño durante el secado.
La resistencia al agua es la capacidad de una sustancia para conservar su fuerza como resultado de la humedad.
La resistencia a las heladas es la capacidad de un material saturado con agua para soportar congelaciones y descongelaciones repetidas sin reducir el nivel de resistencia y destrucción.
Propiedades termofísicas
Como se mencionó anteriormente, tales propiedades describen los efectos de la exposición al calor o al frío en sustancias y materiales.
La conductividad térmica es la capacidad de un objeto para transferir calor de una superficie a otra a través de su espesor.
La capacidad calorífica es una propiedad de una sustancia que proporciona la absorción de una cierta cantidad de calor cuando se calienta y la liberación de la misma cantidad de calor cuando se enfría.
La resistencia al fuego es una propiedad física de un material que describe su capacidad para soportar altas temperaturas y líquidos en un incendio. Según el nivel de resistencia al fuego, los materiales y sustancias pueden ser ignífugos, de combustión lenta y combustibles.
La refractariedad es la capacidad de un objeto para resistir la exposición prolongada a altas temperaturas sin derretirse ni deformarse posteriormente. Dependiendo del nivel de refractariedad, las sustancias pueden ser refractarias, refractarias y fusibles.
La permeabilidad al vapor y al gas es la propiedad física de los materiales para pasar los gases del aire o el vapor de agua a través de ellos mismos bajo presión.
Propiedades químicas
Las propiedades químicas se denominan propiedades que describen la capacidad de los materiales para responder a las influencias ambientales que conducen a cambios en su estructura química. Además, estas propiedades también incluyen la caracterización de sustancias en términos de su influencia en las estructuras de otros objetos. Desde el punto de vista de las propiedades químicas, los materiales se describen por el nivel de solubilidad, resistencia a ácidos y álcalis, resistencia a gases y anticorrosión.
La solubilidad se refiere a la capacidad de una sustancia para disolverse en agua, gasolina, aceite, trementina y otros disolventes.
Resistencia al ácido indica el nivel de resistencia de un material aácidos minerales y orgánicos.
La resistencia a los álcalis se tiene en cuenta en el procesamiento tecnológico de las sustancias, ya que ayuda a reconocer su naturaleza.
La resistencia a los gases caracteriza la capacidad de un objeto para resistir la interacción con los gases que forman parte de la atmósfera.
Usando el índice anticorrosión, puede averiguar cuánto puede destruirse una sustancia por la corrosión resultante de la exposición al ambiente externo.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas son las reacciones de los materiales a las cargas mecánicas que se les aplican.
Las propiedades físicas y mecánicas de los materiales a menudo se superponen, pero hay una serie de propiedades puramente mecánicas. Desde el punto de vista de la mecánica, las sustancias se caracterizan por su elasticidad, resistencia, dureza, plasticidad, fatiga, fragilidad, etc.
La elasticidad es la capacidad de los cuerpos (sólidos) para resistir influencias destinadas a cambiar su volumen o forma. Un objeto con un alto valor de elasticidad es resistente al estrés mecánico y es capaz de autorrepararse, volviendo a su estado original después del cese de la exposición.
Resistencia indica qué tan resistente es un material a romperse. Su valor máximo para un objeto en particular se denomina resistencia a la tracción. La plasticidad también se refiere a los indicadores de fuerza. Es una propiedad (característica de los sólidos) cambiar irrevocablemente su apariencia (deformarse) bajo la influencia de fuerzas que emanan del exterior.
La fatiga es un proceso acumulativo en el que, como consecuencia de repetidos impactos mecánicos, aumenta el nivel de tensión interna del material. Este nivel irá aumentando hasta cruzar el límite elástico, provocando que el material comience a descomponerse.
Una de las propiedades más comunes es la dureza. Representa el nivel de resistencia de un objeto a la sangría.
Método para determinar las propiedades físicas
Para conocer ciertas propiedades físicas de un material, se utilizan varios métodos, cada uno de los cuales tiene como objetivo estudiar un determinado indicador.
Para determinar la densidad de una muestra de material, a menudo se utiliza el método de pesaje hidrostático. Se trata de medir el volumen de una sustancia por la masa del líquido que desplaza. La densidad real se calcula matemáticamente dividiendo la masa de un objeto por su volumen absoluto.
El experimento para determinar la cantidad de agua absorbida se lleva a cabo en varias etapas. En primer lugar, se pesa una muestra de material, se miden sus dimensiones y se calcula el volumen. Después de eso, se sumerge en agua durante 48 horas para saturar con líquido. Después de 2 días, la muestra se retira del agua y se pesa inmediatamente, después de lo cual se calcula matemáticamente la absorción de agua del material.
La mayoría de los métodos para determinar las propiedades físicas de los materiales en la práctica se reducen al uso de fórmulas especiales.
Determinación de las propiedades químicas
Todas las propiedades químicas básicas de las sustancias se determinan creando condiciones para la interacción del objeto de estudio con varios reactivos. Para determinar la solubilidad se utilizan agua, aceite, gasolina y otros disolventes. El nivel de oxidación y susceptibilidad a la corrosión se determina utilizando varios agentes oxidantes que promueven reacciones generales, intergranulares y de contacto.
Determinación de las características mecánicas
Las propiedades mecánicas de las sustancias dependen en gran medida de su estructura, las fuerzas que se les aplican, la temperatura y la presión externa. Casi todas las características mecánicas de los materiales se establecen en el curso de pruebas de laboratorio. Los más simples son tensión, compresión, torsión, carga y flexión. Entonces, por ejemplo, la resistencia a la tracción del material en flexión y compresión se determina usando una prensa hidráulica.
Además, al determinar las propiedades mecánicas, también se utilizan fórmulas especiales, que a menudo se basan en la masa de un objeto y su volumen.
