Nel vostro libro di testo non c è un capitolo dedicato alle proprietà

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1 Nel vostro libro di testo non c è un capitolo dedicato alle proprietà dei MATERIALI in quanto li descrive singolarmente nel capitolo del materiale trattato; ma io ritengo sia un argomento comune a tutti i materiali e molto importante per capire poi gli usi dello stesso e al fine della scelta come Materia Prima nella realizzazione di un Artefatto. Quando nei capitoli dedicati ai materiali troverete le proprietà degli stessi sarete avvantaggiati perché conoscere già il significato del termine. 1

2 BIOLOGICO NON BIOLOGICO PLASTICA FIBRE SINTETICHE LEGHE METALLICHE ANIMALE VEGETALE METALLI LANA PELLE CUOIO LEGNO GOMMA FIBRA FERRO ALLUMINIO ZINCO RAME NON METALLI PIETRA SABBIA ARGILLA MARMO La classificazione comprende i materiali che studieremo quest anno, ricopiatela sul quaderno e provate ad estendere la classificazione con altri materiali inserendoli nel giusto spazio. 2

3 PROPRIETÀ CHIMICO FISICHE MECCANICHE TECNOLOGICHE ESTETICHE DISPONIBILITÀ Presenza del materiale in loco ECONOMICITÀ Rapporto costo/prezzo offerta/domanda SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE Inquinamento (produzione e dismissione) 3

4 CHIMICO FISICHE MECCANICHE TECNOLOGICHE ESTETICHE Proprietà tipiche dell elemento chimico che costituisce il materiale Comportamento del materiale quando viene sollecitato da forze esterne Attitudine a farsi modellare, lavorare dall uomo e dalle macchine La classificazione a vista si basa sulla osservazione diretta e oggettiva di parametri rivelabili visivamente e misurabili DENSITÀ E PESO SPECIFICO DILATAZIONE TERMICA TEMPERATURA FUSIONE CONDUCIBILITÀ TERMICA RESISTENZA ALLA CORROSIONE RESISTENZA ALLA COMBUSTIONE IGROSCOPICITÀ RESISTENZA ALLA TRAZIONE COMPRESSIONE TORSIONE FLESSIONE TAGLIO RESILIENZA O TENACITÀ FUSIBILITÀ MALLEABILITÀ DUTTILITÀ SALDABILITÀ TEMPRABILITÀ COLORE FORMA LUCENTEZZA, OPACITÀ ELASTICITÀ DUREZZA 4

5 Grandezza Un corpo si può analizzare dal punto di vista: FISICO (peso, volume, temperatura ) CHIMICO (sostanza di cui è fatto) Ricordiamo che in entrambe i casi ci si esprime con delle MISURE. Ogni misura permette a tutti di riprodurla in qualsiasi luogo, perché espressa nel SISTEMA INTERNAZIONALE DI MISURA (S.I.) Unità di misura Simbolo Definizione lunghezza metro m Spazio percorso dalla luce nel vuoto.. massa chilogrammo kg Peso di un prototipo cilindro di platino-iridio.. tempo secondo s Intervallo fra due radiazioni emesse dall atomo di Cesio temperatura Kelvin K Intensità di corrente quantità di sostanza Ampere Mole A n Da queste nascono poi tutte le GRANDEZZE DERIVATE 5

6 La densità o massa volumica di un corpo (indicata dal simbolo ρ) è pari alla sua massa diviso il volume che occupa e nel Sistema Internazionale si misura in kg/m³ oppure in g/cm 3. Ricorda che: 1 dm³ = 1 litro rò Esprime la massa nell unità di volume di quella sostanza. Ossia quale può essere il suo ingombro. Se ho 1kg di carta e 1kg di acciaio, questi occupano un diverso volume perché hanno una diversa densità. Se voglio riempire uno scatolone di questi materiali, conoscendo la loro densità e il volume dello scatolone posso sapere se 1 kg di questo materiale può essere contenuto nello scatolone o meno. 6

7 MATERIALE Kg/m 3 Kg/dm 3 Legno Acciaio ,8 Acqua a 4 C ,0 Acqua di mare 1030 Alluminio Aria 1,293 Cellulosa 1500 Carta 970 Cemento 1400 Diamante 3550 Ferro 7880 Gesso 2300 Granito Marmo Mercurio Nichel 8600 Olio d'oliva 916 Oro Ottone Piombo Platino Polistirolo espanso Rame Stagno 7280 Sughero Talco Titanio 4870 Vetro Zinco 7100 Risolvi questo problema: Ho un container avente le seguenti dimensioni interne: 2,900 x 2,340 x h2,370 m Posso usarlo per il trasporto di 200 quintali di cellulosa? 7

8 Comunemente il termine peso specifico è usato come sinonimo di densità. La differenza è sottile e per la verità all'atto pratico la si può spesso ignorare, basta sapere che si differenziano in quanto: il Peso Specifico di un corpo (indicato dal simbolo δ oppure Ps) è pari al suo peso (intesa come forza peso), diviso il volume che occupa, si misura in kg peso/dm³ oppure in g peso/cm 3, (dove 1 grammo peso è il peso di 1grammo massa in condizioni di accelerazione di gravità standard, quindi il valore numerico, rispetto alla densità non cambia, anche perché la bilancia a piatto vuoto viene tarata su ZERO grammi e quindi al netto della forza di gravità). Quando un corpo viene pesato su una bilancia noi misuriamo, in realtà, la forza con la quale la Terra lo attrae e non la massa del corpo. Tutti i corpi dotati di massa m vengono attratti verso il centro della Terra con una accelerazione di 9,8 metri al secondo per secondo (9,8 m/s 2 ), trascurando la resistenza dell'aria. Questa forza è la forza PESO (nel SI: Newton) ed è data da: F terra = mg dove m è la massa del corpo. Riepilogando: Ps = P/V dove P = m x g g = accelerazione di gravità 9,80665 m/s 2 Formalmente quindi la frase peso 70 kg è scorretta; in realtà, sul nostro pianeta, dovremmo esprimerci come peso 687 Newton dato da 70x9,8, oppure ho una massa di 70 kg. 8

9 Quanto pesa 1cm 3 di ferro? (Ps 7,5 g/cm 3 ) Risposta: 7,5g Quanto pesano 2cm 3 di ferro? (Ps 7,5 g/cm 3 ) Risposta: 15g Quanto pesa 1m 3 di ferro? (Ps 7,5 g/cm 3 ) Risposta: 7500 kg Quanto pesa 1,5 litri d olio? (Ps 0,91 kg/dm 3 ) Risposta: 1,365 kg Quanti litri sono 120 kg di benzina? (Ps 0,75 kg/dm 3 ) Risposta: 160 dm 3 9

10 DILATAZIONE TERMICA Il materiale subisce un aumento di volume quando viene riscaldato +T +V TEMPERATURA DI FUSIONE Temperatura alla quale il materiale da solido diventa liquido SOLIDO LIQUIDO CONDUCIBILITÀ TERMICA Il materiale trasmette calore CONDUCIBILITÀ ELETTRICA Il materiale trasmette elettricità RESISTENZA ALLA CORROSIONE Il materiale resiste alla OSSIDAZIONE (reazione chimica tra il materiale e l ossigeno) RESISTENZA ALLA COMBUSTIONE Il materiale resiste alla OSSIDAZIONE (reazione chimica tra il materiale e un comburente) IGROSCOPICITÀ Il materiale assorbe l umidità dell aria 10

11 11

12 Capacità di resistere agli URTI La capacità di opporre resistenza meccanica alle forze che agiscono su di esso e di riacquistare la propria forma iniziale quando queste forze cessano. La capacità di opporre resistenza alla penetrazione di una punta cioè alla scalfittura. Esiste un criterio empirico per la valutazione della durezza dei materiali chiamato Scala di Mohs. Essa assume come riferimento la durezza di dieci minerali numerati progressivamente da 1 a 10 e tali che ciascuno è in grado di scalfire quello che lo precede ed è scalfito da quello che lo segue. TENERI si scalfiscono con l'unghia SEMI DURI si rigano con una punta di acciaio DURI non si rigano con una punta di acciaio 1. Talco 3. Calcite 6. Ortoclasio 2. Gesso 4. Fluorite 7. Quarzo 5. Apatite 8. Topazio 9. Corindone 10. Diamante 12

13 FUSIBILITÀ Facilmente fusibili e di conseguenza possono dare origine a stampi perfetti MALLEABILITÀ Attitudine a ridursi in LAMINE (fogli) DUTTILITÀ Attitudine a ridursi in FILI (tubi) SALDABILITÀ Attitudine ad UNIRSI ad un altro pezzo TEMPRABILITÀ Attitudine ad AUMENTARE la propria DUREZZA per mezzo di un trattamento termico 13

14 Secondo criteri di sviluppo sostenibile e di tutela della salute è necessario adottare tutte le possibili modalità di recupero degli oggetti dopo il loro uso. Si occupano di questo sei CONSORZI che RACCOLGONO e RICICLANO i diversi materiali: comieco (carta) - COREPLA (plastica) - CiAl (alluminio) - CNA (acciaio) CoReVe (vetro) - rilegno (legno) - ecolamp (lampade) 14

15 Si prega segnalare al webmaster del sito eventuali immagini protette da copyright che sono state inserite per rendere più avvincenti e interessante l unità rivolta a ragazzi della scuola secondaria di primo grado. Per quanto possibile sarà resa nota la loro provenienza, ma se qualcuno volesse negare la loro pubblicazione queste verranno immediatamente rimosse. 15

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