PROPRIETA FISICHE. Si riferiscono alle caratteristiche generali dei materiali, e il loro comportamento in relazione agli agenti esterni

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1 PROPRIETA FISICHE Si riferiscono alle caratteristiche generali dei materiali, e il loro comportamento in relazione agli agenti esterni ( es. il calore, la gravità, l elettricità ecc.)

2 Le principali proprietà fisiche sono la temperatura di fusione la massa volumica la capacità termica Calore latente la dilatazione termica La conducibilità termica La conducibilità elettrica Il Magnetismo

3 La massa volumica o densità Si definisce massa volumica il rapporto fra la massa di un corpo e il suo volume. Massa ρ = [kg /m³] Volume ρ = ro ( indica la massa volumica ) Massa = indica la quantità di materia di cui è costituito un corpo Volume = è lo spazio che occupa un corpo Materiali pesanti ρ 4000 kg /m³ (rame,acciaio dolce,piombo,ottone vetro); Materiali leggeri ρ 4000 kg /m³ (alluminio e le sue leghe,calcestruzzo ) ; Materiali ultraleggeri ρ 2000 kg /m³ (magnesio e le sue leghe,legno);

4 La temperatura di fusione ( o punto di fusione ) La temperatura di fusione è la temperatura alla quale un materiale comincia a passare dallo stato solido allo stato liquido. Ad esempio se riscaldiamo un pezzo di ferro fino a portarlo alla temperatura di 1535 C, il ferro fonde, cioè passa dallo stato solido a quello liquido. Materiali refrattari (tƒ>2000 C): leghe di metalli speciali, ceramiche, refrattari silicio-alluminati. Materiali normali (500 C Tf C) ghisa, acciaio, rame. Materiali fondenti (Tf<500 C) mercurio, piombo, stagno. *Tf= temperatura di fusione.

5 Capacità termica o ( Calore Specifico) Il calore specifico è la quantità di calore che occorre fornire all unità di massa di una certa sostanza per elevare la temperatura di 1 C. Es : Se prendiamo 1 Kg di alluminio e 1 Kg di acciaio e li vogliamo portare da 0 C a 100 C vediamo che per l alluminio ci vuole una quantità di calore maggiore rispetto all acciaio ( infatti per l alluminio occorre una quantità di calore di circa J,mentre per l acciaio occorre una quantità di calore di circa J ). Pertanto possiamo dire che l alluminio ha un calore specifico maggiore rispetto all acciaio Per conoscere il calore specifico di un materiale si utilizza questa relazione: Cs = calore specifico Q = calore ceduto Q J T2 = temperatura finale Cs = [ ] T1 = temperatura iniziale ( T1-T2) m kg C m = massa del materiale Materiali con alta capacità termica: alluminio,oro,argento,platino. Materiali con bassa capacità termica: piombo,stagno ecc.

6 La Dilatazione Termica Il coefficiente di dilatazione termica esprime l aumento di lunghezza che subisce il materiale di lunghezza iniziale L per effetto di una variazione di temperatura. L m α = [-----] T L C m L lunghezza materiale T temperatura iniziale Materiali poco dilatabili:vetro,ghisa,platino. Materiali poco dilatabili:alluminio,piombo,mercurio.

7 Calore latente di fusione Quando un materiale in fase di riscaldamento ha raggiunto la temperatura alla quale ha inizio la fusione è necessario continuare a fornire calore affinché la fusione avvenga completamente in tutta la massa. La fusione non avviene istantaneamente! Il calore che si deve continuare a fornire per far avvenire la fusione di tutta la massa del corpo è detto calore latente di fusione ( latente = nascosto ). Solitamente, quando cediamo calore a un corpo, la sua temperatura aumenta,mentre diminuisce se lo sottraiamo. Quando, invece, un metallo puro sta subendo un passaggio di stato ( ad esempio,passa da solido a liquido ) la sua temperatura non varia anche se continuiamo a riscaldarlo. La temperatura comincia ad aumentare solo quando l ultima particella del metallo si è fusa. I metalli puri fondono a temperatura costante. Le leghe invece iniziano la fusione a una temperatura ( 1 T ) e la completano ad una temperatura ( 2 T ).

8 Magnetismo Magnetismo è la proprietà che definisce il comportamento dei materiali nei riguardi dei campi magnetici. Diamagnetici: sono poco sensibili ai campi elettrici e tendono a indebolirlo. Essi sono: oro, rame, argento, piombo, superconduttori. Paramagnetici: immersi in un campo magnetico tendono a rafforzarlo, ma sono praticamente insensibili alla sua azione (non sono attratti dalle calamite). Essi sono: alluminio e molte leghe leggere ottoni, bronzi, e alcuni acciai inossidabili. Tra questi ricordiamo anche quelli che sono poco sensibili ai campi magnetici e vengono attratti debolmente dalle calamite. Essi sono: cromo, manganese. Ferromagnetici: sono molto sensibili ai campi magnetici ne favoriscono la propagazione e sono fortemente attratti dalle calamite. Essi sono : Ferro dolce e quasi tutti gli acciai le ghise, il nickel, il cobalto.

9 Conduttività Termica Se riscaldiamo le estremità di due barre di metallo diverso, noteremo all altra estremità, dopo breve tempo, due temperature diverse. Ciò è dovuto al fatto che i due materiali hanno una diversa capacità di condurre il calore. I materiali possono essere buoni o cattivi conduttori di calore. Sono buoni conduttori di calore : il rame, l alluminio, l argento, l oro, e i metalli in generale. Sono cattivi conduttore di calore: l antimonio, il polistirolo, l amianto, la lana di vetro, il legno, la porcellana e in genere i non metalli.

10 Conducibilità elettrica La corrente elettrica è un flusso di elettroni che attraversa la materia. Un corpo al quale sia applicata una tensione elettrica oppone una certa resistenza al passaggio della corrente. La resistenza di un conduttore dipende dalla sua sezione S e dalla lunghezza L e dalla resistività elettrica ρ (ro), essa può essere calcolata con la formula R = ρ (L/S) [Ω]. La resistenza si misura in Ohm (simbolo Ω ). La resistenza elettrica ρ è una caratteristica tipica di ogni materiale.

11 Conducibilità elettrica A seconda della loro conducibilità elettrica i materiali possono essere: Materiali buoni conduttori : rame, alluminio, argento, oro,metalli in genere. Materiali cattivi conduttori (isolanti): carbonio, porcellana, vetro, legno i non metalli in genere.

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