miércoles, 8 de abril de 2009

choque termico

Colapso térmico
El concepto de colapso térmico o choque térmico se refiere al rompimiento de algún material al sufrir un cambio drástico de temperatura, es cuando un material sólido se quiebra al someterse a un brusco aumento o descenso de la temperatura. Objetos de vidrio o cerámica son vulnerables a este efecto debido a su bajo nivel de tenacidad, a su baja conductividad térmica y a su alto coeficiente de expansión térmica. La variación de temperatura causa que diferentes partes de un objeto se expandan mas que otras, la tensión del objeto no es lo suficientemente fuerte y entonces se quiebra.
La cerámica y los vidrios de borosílice como el pyrex, están hechos para resistir a un colapso térmico mejor que otros materiales gracias a su combinación de un coeficiente de expansión bajo y una alta dureza, en el caso de la cerámica, se cuenta con un coeficiente de expansión negativo.
El carbono reforzado es extremadamente resistente a un colapso térmico debido a la tan elevada conductividad térmica del grafito, a su bajo coeficiente de expansión y a la dureza de la fibra de carbono (la cual es uno de los componentes del carbono reforzado).

Propiedades Termicas

PROPIEDADES TÉRMICAS DE LOS MATERIALES Se sabe que los materiales cambian sus propiedades con la temperatura. En la mayoría de los casos las propiedades mecánicas y físicas dependen de la T° a la cual el material se usa o de la T° a la cual se somete el material durante su procedimiento. CAPACIDAD CALÓRICA: Un material sólido cuando se calienta, experimenta un incremento en la T°, lo que significa que algo de energía ha sido absorbida. La capacidad calórica es una propiedad que es indicativa de la habilidad de un material para absorber calor de los alrededores. Esta representa la cantidad de energía requerida para producir un aumento de la unidad de T° (1°C ó 1°K). En términos matemáticos la capacidad calórica C se expresa como: C = dQ donde dQ es la energía requerida para producir un dT (diferencial) o cambio de temperatura. Normalmente la capacidad calórica se expresa por mol de material (J/mol°k) ó (cal/mol°K). También se usa el termino calor especifico c , que representa la capacidad calórica por unidad de masa (J/kg°K) ó (cal/kg°K). Hay realmente dos formas en las cuales se puede medir esta propiedad, de acuerdo a las condiciones ambientales que acompañan la transferencia de calor. Una es la capacidad calórica mientras se mantiene el volumen constante, Cv, y el otro es manteniendo la presión exterior constante, denotada por Cp. La magnitud de Cp es mayor que la de Cv, pero esta diferencia es muy pequeña para la mayoría de sólidos a T° ambiental y por debajo. Capacidad Calórica Vibracional: En la mayoría de los sólidos el principal modo de asimilación de energía térmica es por el incremento de energía vibracional de los átomos. Los átomos en los materiales sólidos están vibrando continuamente a muy alta frecuencia y con relativamente pequeñas amplitudes.

4.5 Efecto de los gradientes de temperatura: roturas por choque térmico
Algunos materiales, como el vidrio o los refractarios cerámicos, pueden sufrir roturas o desconchados por choque térmico cuando aparece un gradiente de temperaturas en el material. El astillamiento o rotura debido al choque térmico es un fenómeno que aparece asociado con cambios bruscos de temperatura, especialmente en materiales frágiles como vidrios y cerámicas.Un cambio brusco de temperatura, por ejemplo, un enfriamiento, provoca que las partes exteriores del material reduzcan su temperatura más rápidamente que el interior. Como consecuencia de la contracción térmica, la superficie tiende a contraerse más de lo que lo hace el núcleo, que restringe la libre contracción superficial. Como se vió, anteriormente, esta contracción impedida da lugar a unas tensiones mecánicas que son la causa de las roturas o desconchados superficiales encontrados habitualmente en materiales frágiles.El choque térmico es un fenómeno que aparece como combinación de:
a)
restricciones a la dilatación o contracción
b)
gradientes de temperatura en el material
c)
cambios bruscos de fase (sólo en casos específicos)
d)
baja ductilidad en el material
La resistencia al choque térmico se puede medir experimentalmente por diversos procedimientos. Uno de ellos es la determinación del máximo salto de temperatura que puede soportar una pieza sin fracturarse al sumergirla en agua a temperatura ambiente. En los vidrios, en cambio, se determina por el número de sucesivos ciclos térmicos, inmersión en agua desde una temperatura dada - calentamiento, que es capaz de aguantar sin fracturarse.En el caso de materiales refractarios para servicio a alta temperatura (>1000°C) puede, sin embargo, determinarse un índice analítico de resistencia al choque térmico Ir que permite comparar materiales con fiabilidad, y cuyo valor depende tanto de características mecánicas como de las propiedades térmicas del material:
Ir = k · R / a E Ce (11.13)donde: k es la conductividad térmicaR, la carga de roturaa, el coeficiente de dilataciónE, el módulo de Young, yCe el calor específicoUna alta conductividad térmica favorece la conducción y la rápida eliminación de los gradientes de temperatura en el material.Una alta carga de rotura R permite soportar tensiones más altas sin fractura.Las tensiones por dilatación o contracción son proporcionales a a · E,

24 comentarios:

  1. en esta exposicion de hablo del vidrio aqui fue muy interesante lo q dijo el profe de los vidrios de los carros se dijo que el vidrio es un material duro, frágil, transparente y amorfo que se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos.

    El vidrio se obtiene por fusión a unos 1.500 ºC de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3).
    esto se me hizo muy interesante ya que pude coner la forma en la que se hacen los vidrios de colores.

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  2. no cabe duda de que esto trata sobre el rompimiento de los materiales como el vidrio la dureza que este tiene al conbinarce con otros elementos o la forma k estos adoptan.

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  3. Pues en esta exposicion aprendimos que los materiales solidos al sufrir algun cambio de temperatura brusco se produce un rompimiento a esto es lo que llamamos CHOQUE TERMICO ya que estos cuentan comn muy bajo nivel de tenacidad y conductividad como lo son los vidrios o la ceramica.
    tambien se nos hablo de las propiedades termicas de los materiales y que sus propiedades mecanicas y fisicas se deben ala temperatura ala cual estos sean sometidos y que tambien y que se puede medir la resistencia al choque termico para que la hora de nosotrso diseñar un producto o construirlo tener en cuenta estas caracteristicas y que algunos materiales de algunos productos se pueden romper y ahi que tomarlo en cuenta ala hora de nosotros empezar a trabajar en alguna empresa.

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  4. Al paso de algunas de las expocisiones
    nos han hablado ya un poco sobre lo que son
    las ceramicas y vidrios.
    En esta expocision nos da un ejemplo
    de lo que es un choque termicO.
    Generalmente el choque termico se presentan
    en las ceramicas y vidrios, esto quiere decir
    cuando se presentan altas temperaturas
    en este tipo de materiales, se producen cambios
    y con esto pueden producir fracturas (leves o completas) o el rompimiento de las mismas.
    Esto quiere decir que los materiales
    producen cambios a diferentes tipos
    de temperaturas.

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  5. hubo un error en mi direccion esta es para que comente en la mia www.propiedadesdelosmateriales.blogspot.com
    adrian mireles

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  6. en este tema se hablo del vidrio aqui fue muy interesante lo q dijo el profe de los vidrios de los carros se dijo que el vidrio es un material duro, frágil, transparente y amorfo que se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos.

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  7. En esta exposición se hablo acerca del choque termico, el cual se hace llamar aquello donde se rompe un material, al sufrir un cambio drastico de temperatura, los materiales de vidrio o ceramica, son los mas vulnerables a sufrir este tipo de choque, debido a su baja resistencia. Por otro lado el carbon reforzado, es un ejemplo de un material altamente resistente, a este tipo de colapso.

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  8. en el tema que el compañero hablo nos menciono el cambio brusco en los procesos de fabricacion de los vidrios esto es de gran ayuda ya que sabemos que los vidrios estan fabricados a diferentes temperaturas y como mencionaron en la clase que hay vidrios que se rompen en tamaños muy peqeuños y otros que no se sompen muy facilmente y esto para sus diferentes aplicaciones.

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  9. en esta exposicion se tomo un tema muy interesante pues un material como el vidrio que es muy duro pero ke al entrar en contacto con las altas o bajas temperaturas puede sufrir ruptura y es hay donde se produce el choque termico, lo que es tambien muy interesante conoser es a que temperatura el vidrio puede soportar para no quebrarse, segun el uso que se le vaya a dar a ese vidrio

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  10. Las propiedades varian segun su temperatura, dependiendo del fin de uso sera el acabado y proceso de manufactura que se seguira

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  11. En esta exposición se hablo acerca del choque termico, Generalmente el choque termico se presentan
    en las ceramicas y vidrios, esto quiere decir
    cuando se presentan altas temperaturas
    en este tipo de materiales, se producen cambios
    y con esto pueden producir fracturas

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  12. En la exposicion del compañero nos hablo sobre los diferentes cambios que sufren los materiales elevados a ciertas temperaturas tambien el profesor nos explico sobre la elaboracion de los vidrios para el carro y que estan diseñados especialmente para que en los choques se destruyan en pequenos trozos que no dañan al conductor

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  13. en esta exposicion nos habla de lo que significa el choque termico y por que es provocado.nos dice que se refiere al rompimiento de algún material asi como al sufrir un cambio drástico de temperatura y esto por consecuendia ocaciona que un material solido se quiebre.

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  14. El compañero nos hablo sobre lo que significa o en que conciste el choque termico, el nos dice que este acontecimiento se da o sucede cuando un material es expuesto o sometido a un cambio brusco de temperatura el cual puede ocacionar su rompimiento dependioenmdo del material con el cual se este trabajando, tambien nos hablo sobre las propiedades termicas de los materiales que esto se refiere mas que nada a las temperaturas las cuales puede soportar el material para su mejor aplicacion o desempeño dentro de cualquier industria.

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  15. el compañoero nos hablo sobre el colapso termico que es cuando un material sólido se quiebra al someterse a un brusco aumento o descenso de la temperatura, en ejemplo de esto es el proceso al que son sometidos los vidrios de los vehiculos que despues de ser fundidos son templados para que al romperse se haga en fragmentos muy pequeños de vidrio y no afecten a los ocupante del vehiculo. tambien nos hablo sobre las propiedades termicas de los materiales

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  16. la exposicion trato sobre el colapso termico, que se refiere al rompimiento de algun material, esto se debe al sufrir un cambio drastico de temperatura, como ejemplos se pueden dar en objetos de vidrio, devido a su bajo nivel de tenasidad.

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  17. Algunos materiales ceramicos pueden soportar temperaturas extremadamente altas sin perder su solidez, son los denominados materiales refractarios que tienen baja conductividad termica por lo que son empleados como aislante. Por lo general los materiales ceramicos presentan un buen comportamiento a alta temperatura mientras que pueden sufrir roturas por choque termicos a temperaturas inferiores. Los materiales ceramicos son fragiles o vidriosos por lo que se fracturan facilmente ante cualquier esfuerzo de tension y presentan poca elasticidad.

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  18. ESTA PRESENTACIÓN TRATO ACERCA DE ALGUNAS PROPIEDADES TÉRMICAS DE LOS CERÁMICOS Y LOS VIDRIOS. EN ESPECIAL SE NOS INDICó LO QUE ES EL CHOQUE O COLAPSO TERMICO QUE MAS QUE NADA ES EL ROMPIMIENTO DE ALGUN MATERIAL SOLIDO DEBIDO A ALGUN CAMBIO BRUSCO DE TEMPERATURA. ESTO NOS INDICA UNA VEZ MAS QUE HAY QUE CONSIDERAR TODAS LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES, YA SEAN MECANICAS, DE CONDUCTIVIDAD ELECTRICA O DE CALOR PARA PODER SACARLE PROVECHO AL MATERIAL PORQUE COMO NOS EXPLICO EL COMPAÑERO EN SU EXPOSICION, LA MAYORIA DE LOS MATERIALES DEPENDEN DE LA TEMPERATURA Y ESTA LES PROVOCA CAMBIOS FISICOS.

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  19. aprendi algo aserca del choque termico, que en los solids al presentarse combios de temperatura pueden trosarse. en cambios otros como el vidrio y las ceramicas son vulnerables a este efecto debido a su bajo nibel de tenacidad

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  20. aprendimos cuales son los materiales que recisten mas al calentamiento por ejemplo y el compañero nos explico porque la ceramica resiste mas que los plasticos por dar un ejemplo y las caracteristicas que el choque termico contiene.

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  21. en este tema se nos ablo acerca del choque termico el cual se refiere al rompimiento de algun material mediante el aumento o decenso de la temperatura en esto los mas bulnerables son el vidrio y las ceramicas con esto se nos demuestra que es muy imnportante saber seleccionar los materiales

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  22. en esta exposicion de hablo del vidrio aqui fue muy interesante lo q dijo el profe de los vidrios de los carros se dijo que el vidrio es un material duro, frágil, transparente y amorfo que se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos.

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  23. EN ESTE TEMA NOS ABLO ASERCA DEL CHOKE TERMICODEL MATERIAL MEDIANTE EL DESENSO O AUMENTO DE LA TEMPERATURA Y ESTO NOS DEMUESTRA LA IMPORTANCIA DE LOS MATERIALES

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  24. Quisiera saber si un objeto de cerámica puede romperse al cogerlo, sin haber sido golpeado, ya que a mí me ocurrió y no sé qué pudo pasar para que estallase la pieza entre mis dedos. Simplemente oí un ruído casi imperceptible procedente del objeto.
    El objeto era una caja para pañuelos.
    Gracias.

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