Proprietà dei materiali e dei metalli
AREA I - ARTE TECNICO-SCIENTIFICA (ATS)
Cap. ATS-G01 - Proprietà materiali - Pag. ATS-G01.09
Gli argomenti trattati sono stati inseriti da Ing. Arch. Michele Cuzzoni nel 2012 - © Copyright 2007- 2024 - e sono desunti dalla documentazione indicata in Bibliografia a fondo pagina
Si definisce massa volumica il rapporto tra la massa di un corpo e il suo volume. P. es. la massa volumica di un metro cubo di alluminio equivale a 2700 kg/m^3. Le leghe leggere sono a base di alluminio.
p = m / v
Per densità si intende il rapporto tra massa volumica di una sostanza con quella di riferimento (acqua a 4°C).
densità = p sostanza / p acqua a 4 °C
E’ la quantità di calore che occorre fornire all’unità di massa di una di una certa sostanza per elevarne la temperatura di 1°C. Per portare da 0°C a 100°C la temperatura di 1 Kg di alluminio è necessario fornire all’alluminio 90.000 joule/Kg K. Per l’acciaio e la ghisa a una temperatura di 20°C corrisponde il calore specifico di 502 joule/Kg K.
Cs = j / Kg K
Con:
Cs= calore specifico
K= Kelvin
C = Cs M
Con:
C = capacità termica
M= massa
Q= Cs M (Tf - Ti)
Con:
Q = quantità di calore
Tf= temperatura finale
Ti= temperatura iniziale
Il coefficiente di dilatazione termica lineare a esprime l’aumento di lunghezza delta l, che subisce il materiale di lunghezza iniziale (Li o Lo) per effetto di una variazione di temperatura Δt.
Lf= Li a (Tf – Ti)
con:
a = coefficiente dilatazione lineare
E’ la temperatura la quale un materiale comincia a passare dallo stato solido a quello liquido.
Se riscaldiamo un pezzo di ferro fino a portarlo alla temperatura di 1535°C il ferro fonde passando dallo stato solido a quello liquido.
Il piombo fonde invece ad una temperatura di 327°C vale a dire ad una temperatura inferiore a quella del ferro.
La temperatura di fusione di un materiale si chiama anche punto di fusione.
Quando un materiale ha raggiunto la temperatura di fusione, è necessario continuare a fornire calore affinché la fusione avvenga completamente. Questo calore che si deve continuare a fornire è detto calore latente di fusione.
Le leghe invece iniziano la fusione ad una temperatura T1 e la completano ad una temperatura diversa T2.
Ogni materiale ha una diversa capacità di condurre il calore.
Sono buoni conduttori di calore: rame, alluminio, argento, oro.
Sono cattivi conduttori di calore: amianto, lana di vetro, polistirolo, porcellana (chiamati isolanti termici).
Due o più fili di metalli differenti hanno una conduttività elettrica differente perché introducendo la stessa tensione di corrente, ogni metallo viene attraversato da diversa intensità.
Sono buoni conduttori di elettricità: rame, argento, alluminio… e metalli in genere.
Sono cattivi conduttori di elettricità: carbone, porcellana, vetro e non metalli in genere e sono detti isolanti.
Bisogna calcolare la resistenza che si ha al passaggio della corrente elettrica in un conduttore lungo generalmente 1 metro e di area di 1 metro quadrato.
R = r L / S
Con:
R = resistenza elettrica
r = resistività elettrica
L = lunghezza conduttore
S = sezione conduttore
R = V / I
Con:
V = differenza di potenziale tra 2 punti estremi
I = intensità di corrente elettrica continua
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