Los Materiales-Historia-Clasificación-Propiedades

APUNTES DE MATERIALES- CLASIFICACION- PROPIEDADES

INTRODUCCION

Todos los objetos que observamos a nuestro alrededor tienen algo en común: están hechos de materia.

La materia se encuentra en tres estados: sólido (como el hielo), líquido (como el agua) y gaseoso (como el vapor de agua).

La composición de la materia es variable; por ello, existe una enorme cantidad de sustancias. Las sustancias que sirven para fabricar objetos se llaman materiales.

Según las propiedades que posea, un material será más adecuado que otro para fabricar un objeto determinado.

LA MATERIA

Todos los cuerpos de la naturaleza están formados por materia, incluidos nosotros mismos. El hierro o el aceite, por ejemplo, están formados por materia. Cada tipo de materia posee unas propiedades características y se denomina sustancia. Así, tanto el hierro como el aceite son sustancias.

LOS ESTADOS FISICOS DE LA MATERIA

En la naturaleza encontramos la materia en tres estados: sólido, líquido y gaseoso.

Una piedra, una mesa o un plato, no cambian de forma a menos que se rompan. Son sólidos.

El agua, la leche o el aceite al cambiar de recipiente, cambian de forma. Son líquidos. El aire contenido en un globo puede cambiar de forma si se comprime el globo o si se rompe. En este caso, la sustancia se escapa y aumenta de volumen. Son los gases.

PROPIEDADES DE LOS ESTADOS DE LA MATERIA

La materia en estado sólido. Su volumen es constante y su forma es invariable. La materia en estado líquido. Su volumen es constante y su forma es variable. La materia en estado gaseoso. So volumen y su forma son variables.

LOS CAMBIOS DE ESTADO

Hay sustancias que, dependiendo de las condiciones, pueden presentarse en los tres estados y cambiar de uno a otro. El ejemplo más conocido es el del agua.

El paso de agua en un estado líquido a agua en estado sólido (hielo), tiene lugar enfriándola hasta una temperatura de 0°C.

El paso de agua en estado líquido a agua en estado de vapor, tiene lugar calentando el agua hasta que entra en ebullición (hierve) a la temperatura de 100°C y se vaporiza.

LOS CAMBIOS DE ESTADO Y SU RELACION CON EL CALOR

Otras sustancia también pueden cambiar de estado; estos cambios se producen mediante la intervención del calor: calentando o enfriando.

Los pasos de sólido a líquido (fusión) y de líquido a gas (vaporización) necesitan absorber calor para producirse. Los pasos de gas a líquido (condensación) y de líquido a sólido (solidificación) necesitan que la sustancia ceda calor para producirse.

EL ATOMO

La materia está constituida por unas piezas básicas a las que llamamos átomos.

También sabemos que los átomos son divisibles y que contienen tres tipos de partículas en su interior: los protones, los neutrones y los electrones.

LAS MOLECULAS

En algunas sustancias, los átomos forman agrupaciones que se denominan moléculas.

Las moléculas de algunas sustancias están formadas por átomos iguales, como las moléculas de hidrógeno o de oxígeno, en las que los átomos de unen de dos en dos.

LOS ELEMENTOS QUIMICOS

Muchas de las sustancias puras que encontramos en la naturaleza están formadas por infinidad de átomos iguales (oro, plata…); estas sustancias se denominan elementos químicos.

Actualmente se conocen unos 115 elementos químicos: 90 se encuentran en la naturaleza (elementos naturales) y 25 se han elaborado en los laboratorios (elementos artificiales).

Cada elemento químico tiene un nombre que lo identifica y un símbolo químico que lo representa.

LOS COMPUESTOS

También hay sustancias como el agua (H2O), el cloruro sódico (NaCl), etc. que tienen átomos diferentes porque están formadas por dos o más elementos cuya proporción es constante y determinada.

Estas sustancias se denominan compuestos.

SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS

Las sustancias puras son elementos, como el hierro, y compuestos como el azúcar, cuya composición y propiedades no varían.

Otras sustancias, como el agua del mar, la leche o el chocolate, están formadas por varios elementos o compuestos en proporciones variables. Estas sustancias se denominan mezclas

MEZCLAS HOMOGENEAS Y HETEROGENEAS

Algunas mezclas como el agua del mar tienen muchos componentes. Aparentemente, estos componentes se no pueden distinguir pues se trata de una mezcla homogénea.

En la sopa, sin embargo, sí distinguimos a simple vista que está formada por varios componentes; se trata de una mezcla heterogénea.

LOS MATERIALES

Las sustancias que sirven para construir objetos suelen llamarse materiales.

Los materiales naturales son los que se encuentran en la naturaleza; se llaman también materias primas (madera, seda, cuero…). Los materiales artificiales son aquellos que el ser humano fabrica a partir de los naturales (papel, vidrio, plástico…).

INTRODUCCIÓN

Distintas referencias históricas demuestran que el ser humano viene utilizando diversos materiales desde épocas ancestrales. Este empleo lo ha llevado a cabo, en la mayoría de los casos, aprovechando los recursos disponibles de su entorno, como madera, arcilla, metales, etc.

El uso de distintos materiales para fabricar herramientas, utensilios, adornos, etc., ha supuesto, supone y supondrá una mejora muy importante en la calidad de vida del ser humano. Tal vez sea el empleo de materiales para satisfacer distintas necesidades lo que más le diferencia de otros animales.

Existe tal vinculación entre los materiales empleados y la época en que se utilizaban, que para designar las edades prehistóricas los historiadores utilizan el nombre del material que se usaba predominantemente en ellas.

Vamos a ver las características y las necesidades de materiales en función de la época histórica en la que se usaban:

EDAD DE PIEDRA

Comenzó hace aprox. un millón de años. Se han encontrado herramientas de piedra y huesos de distintas formas y tamaños utilizados por el hombre: hachas, arpones, flechas, hoces, etc.

EDAD DE BRONCE

Empezó aprox. En el año 3.000 a.C. El bronce se fabricaba mediante la combinación (en estado fundido) de cobre y estaño, dos minerales relativamente fáciles de obtener y fundir. Las herramientas fabricadas en bronce eran más duras y más sencillas de fabricar que las realizadas sólo con cobre.

EDAD DE HIERRO

Se extendió entre 1.200 a.C. y 500 a.C., aprox. La obtención del hierro era más complicada que la del cobre y el estaño, ya que, a fin de separar las impurezas y poder fabricar herramientas, había que calentar el mineral que lo contuviera a una temperatura mucho mayor para fundirlo. Pero tenía grandes ventajas: la materia prima era abundante y más duras las herramientas obtenidas.

El método empleado para fundir el hierro consistía en colocarlo sobre un agujero hecho en el suelo y calentarlo por la parte inferior. Posteriormente, se empleó una ‘bomba’ de pieles y madera para insuflar aire del exterior, lo que incrementaba la temperatura del fuego al avivarlo.

EPOCA ACTUAL

Hay muchos especialistas que afirman que en la actualidad estamos viviendo en una época que bien podría denominarse Edad del Silicio, ya que el empleo de este material en multitud de componentes electrónicos está provocando un cambio en nuestra sociedad, cuyos medios distan bastante de los que había a principios del siglo XX.

CLASIFICACION DE LOS MATERIALES

Todos los materiales que se emplean en la actualidad se pueden clasificar en tres grandes grupos: naturales, artificiales y sintéticos.

NATURALES

Son aquellos que se encuentran en la naturaleza. Constituyen loa materiales básicos a partir de los cuales se fabrican los demás productos. Son naturales la madera, la lana, el esparto, la arcilla, el oro, etc. A través de los años, el hombre aprendió y mejoró las técnicas de localización y extracción u obtención de estos materiales, que algún día se pueden agotar. Por tanto, es muy importante que se usen, cuando sea posibles productos renovables y, cuando no se pueda, con responsabilidad las no renovables. El reciclado o reciclaje es una buena solución para preservar el medio natural y ahorrar recursos naturales, al mismo tiempo que se reducen costes.

ARTIFICIALES

Son aquellos que se obtienen a partir de materiales naturales que se encuentran en la naturaleza y no han sufrido transformación previa. También reciben este nombre aquellos productos fabricados con varios materiales que sean en su mayoría de origen natural. Así, por ejemplo, tenemos el hormigón y los bloques de hormigón, que son productos artificiales, fabricados a partir de arena, gravan, cemento y agua.

SINTETICOS

Están fabricados por el hombre a partir de materiales artificiales. Es decir, no se encuentran en la naturaleza ni ellos ni ninguno de los materiales que los componen. El ejemplo más característico lo constituyen los plásticos, como la baquelita, que se obtiene a partir de dos materiales artificiales: formol y fenol.

Durante los últimos cien años se han descubierto multitud de materiales, así como nuevos métodos de fabricación. Pero quizá el más curioso haya sido el descubrimiento de la vulcanización. Parece ser que su inventor, el americano Charles Goodyear, mientras estaba haciendo un experimento, tropezó accidentalmente y dejó caer sobre una estufa una mezcla de caucho y azufre. La mezcla se endureció y se hizo impermeable inmediatamente.

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