Apuntes, resúmenes y trabajos para todos los estudiantes y cursos
Materiales Cotidianos: Propiedades, Origen y Aplicaciones
Cambios de Estado: Modelo Cinético Molecular
Desde un punto de vista microscópico, se conserva la identidad, composición y estructura de las partículas de las sustancias. Sin embargo, cambian la distancia, el orden y la posibilidad de movimientos (traslación, rotación y vibración). En los sólidos, aumenta la vibración de las partículas, la estructura pierde fortaleza y rigidez, hasta que se vencen las fuerzas de cohesión. Las partículas se separan y desordenan, pasando al estado líquido. En los líquidos, aumenta el movimiento de vibración, rotación y traslación de sus partículas, alejándose unas de otras hasta que vencen todas las fuerzas de cohesión entre ellas y pasan al estado gaseoso.
Durante el cambio de estado, aunque se comunique calor, la temperatura permanece constante, pues la energía que se comunica se invierte en vencer las fuerzas de cohesión.
Estudio de Materiales de Uso Común
El profesor debe utilizar los procesos científicos más básicos: observar, clasificar, medir y comunicar. Debe conocerlos y diseñar actividades para su enseñanza.
- Establecer un procedimiento para dirigir la observación y la clasificación.
- Diseñar un procedimiento para incorporar la medición en la exploración.
- Propiciar la comunicación como parte de la exploración.
Conocimientos Actitudinales
Fases:
- Planteamiento del problema.
- Diseño de la investigación.
- Realización de los experimentos.
- Análisis, resultados y conclusiones.
Origen y Utilidad de Algunos Materiales
Materiales Cerámicos
Se engloban dentro de los cerámicos aquellos elaborados a partir de productos inorgánicos, excluidos los metales.
Se elaboran mediante cocción a altas temperaturas a partir de arcilla o caolín, a los que se agregan productos como arena, cuarzo, feldespato, etc., que facilitan la vitrificación de la pasta al someterla a elevadas temperaturas.
Entre los materiales cerámicos tradicionales se cuentan los cementos hidráulicos, además de diferentes pastas y mezclas que se diferencian según se obtengan materiales porosos o impermeables.
Vidrios
Se fabrican a partir de una mezcla de tres tipos de materiales diversos: vitrificantes, como la sílice; fundentes, como el carbonato de sosa; y estabilizantes, como la cal. Al enfriarse la mezcla fundente, se obtiene una masa rígida, dura y transparente, mala conductora del calor y la electricidad.
Los vidrios huecos (botellas, frascos, vasijas, tubos, etc.) se moldean fundamentalmente mediante soplado, prensado y una técnica mixta que combina el prensado y el soplado.
Los vidrios planos se obtienen por laminación de la masa en caliente con ayuda de rodillos o por flotación sobre un baño de estaño.
Los vidrios templados se someten a un tratamiento térmico para aumentar su resistencia a la rotura por impacto o flexión. Los vidrios armados son vidrios planos que incorporan en su interior una malla de alambre que aumenta su resistencia y evita que se desmoronen en caso de rotura. Los vidrios técnicos presentan cualidades específicas que los hacen adecuados para cometidos determinados.
Los vidrios laminares se emplean en seguridad y en la fabricación de parabrisas para automóviles.
Metales
Son todos aquellos materiales metálicos que, solos (hierro) o en aleación con otros (acero), tienen una utilización práctica en el campo de los distintos sectores industriales. Se encuentran en la naturaleza en estado nativo o formando compuestos que es preciso someter a procesos hasta obtener el metal apto para su uso industrial.
Los metales se caracterizan fundamentalmente por su conductividad térmica y eléctrica, que son mayores que las de los no metales. Aceptan bien la manipulación tanto en frío como en caliente.
El acero es un material de hierro altamente resistente, mecanizable y que puede adquirir propiedades distintas según su composición y agregación a otros metales. Se denominan “aceros al carbono” los ordinarios obtenidos por afino de la fundición de hierro. El acero constituye uno de los metales con mayor campo de aplicaciones.
Plásticos
Comprenden todos los materiales sintéticos moldeables mediante la presión o el calor y constituidos por macromoléculas, como resultado de la unión de un gran número de átomos. Se obtienen a partir de materiales vegetales, minerales o incluso animales.
Según las materias primas, se pueden conseguir distintos plásticos: de la caseína de la leche se obtiene la galalita; de la celulosa, el celuloide, el celofán y el rayón, etc.
La hulla, el petróleo y el gas natural son la materia prima a partir de la cual se obtiene la mayoría de plásticos modernos.
Los plásticos pueden dividirse en termoplásticos y termoendurecibles. Los primeros pierden dureza al ser sometidos al calor, pasando del estado sólido al pastoso y finalmente al fluido, recobrando el estado sólido al enfriarse. Los segundos se endurecen irreversiblemente al ser calentados.
Madera y Materiales Relacionados
La madera se emplea ampliamente en la construcción, la artesanía, la industria del mueble y la fabricación de papel. Está constituida principalmente por celulosa y lignina. Se pueden clasificar en maderas blandas y maderas duras o frondosas según su menor o mayor densidad.
El corcho es un material utilizado en multitud de aplicaciones. Su elasticidad, impermeabilidad, ligereza y bajo coeficiente de transmisión térmica propician su empleo en la industria en forma de paneles para aislamiento térmico y acústico, etc.
El caucho puede considerarse un material macromolecular natural. Se obtiene del látex a partir de diferentes especies vegetales.
Combustibles
Los combustibles son materiales que combinan con el oxígeno y, en el transcurso de la reacción química, desprenden calor susceptible de ser utilizado para algún fin.
Los combustibles minerales fósiles son sustancias minerales producto de la transformación de la materia orgánica en el interior de la tierra. A partir del refinado del petróleo se obtienen los combustibles líquidos (gasolina, gasoil) más importantes.
Los aceites vegetales son un grupo de biocombustibles que pueden sustituir a los combustibles fósiles.
Los combustibles nucleares son materias que pueden producir energía a partir de una reacción en cadena (fisión) o fusión nuclear.