Nick Connor

Acerca del propano

El propano es un hidrocarburo (alcano) gaseoso, incoloro y fácilmente licuado. La fórmula química del propano es C3H8. Se separa en grandes cantidades del gas natural, el petróleo crudo ligero y los gases de las refinerías de petróleo y está disponible comercialmente como propano licuado o como un componente principal del gas licuado de petróleo (GLP). El gas propano se ha convertido en una opción popular para barbacoas y estufas portátiles porque su bajo punto de ebullición hace que se vaporice tan pronto como se libera de su recipiente presurizado. A presión normal, se licua por debajo de su punto de ebullición a -42 ° C y solidifica por debajo de su punto de fusión a -187,7 ° C.

Resumen

Nombre	Propano
Fase en STP	gaseoso
Densidad	2 kg / m3
Resistencia a la tracción	N / A
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	N / A
Dureza Brinell	N / A
Punto de fusión	-189 ° C
Conductividad térmica	0,017 W / mK
Capacidad calorífica	1630 J / g K
Precio	1,5 $ / kg

Densidad del propano

Las densidades típicas de varias sustancias se encuentran a presión atmosférica. La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Es una   propiedad intensiva  , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:   ρ = m / V

En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es   kilogramos por metro cúbico   (  kg / m  ³  ). La unidad de inglés estándar es   libras de masa por pie cúbico   (  lbm / ft  ³  ).

La densidad del propano es de  2 kg / m  ³  .

Propiedades térmicas del propano

Propano – Punto de fusión

Punto de propano de fusión es de -189  ° C  .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la   fusión   es un   cambio   de  fase  de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El   punto   de  fusión  de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El   punto de fusión   también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Propano – Conductividad térmica

La conductividad térmica del propano es  0,017  W / (m · K)  .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada   conductividad térmica  , k (o λ), medida en   W / mK  . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por   conducción  . Tenga en cuenta que   la ley de Fourier se   aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

La   conductividad térmica   de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir   k = k (T)  . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Propano – Calor específico

El calor Específico de propano es 1630   J / g K  .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,   es una propiedad relacionada con  la energía interna   que es muy importante en termodinámica. Las   propiedades intensivas   c  _v   y   c  _p   se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la   energía interna   u (T, v)   y la   entalpía   h (T, p)  , respectivamente: 

donde los subíndices   v   y   p   significan las variables mantiene fijo durante la diferenciación. Las propiedades   c  _v   y   c  _p   se conocen como   calores específicas   (o   capacidades caloríficas  ) porque bajo ciertas condiciones especiales relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo   J / kg K   o   J / K mol  .

Acerca del metano

El metano, CH4, es un gas incoloro e inodoro. También se conoce como gas de los pantanos o hidruro de metilo. Los vapores son más ligeros que el aire. Es un hidruro del grupo 14 y el alcano más simple, y es el componente principal del gas natural.

Resumen

Nombre	Metano
Fase en STP	gaseoso
Densidad	0,657 kg / m  3
Resistencia a la tracción	N / A
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	N / A
Dureza Brinell	N / A
Punto de fusión	-183 ° C
Conductividad térmica	0,034 W / mK
Capacidad calorífica	2200 J / g K
Precio	2 $ / kg

Densidad del metano

Las densidades típicas de varias sustancias se encuentran a presión atmosférica. La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Es una   propiedad intensiva  , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:   ρ = m / V

En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es   kilogramos por metro cúbico   (  kg / m  ³  ). La unidad de inglés estándar es   libras de masa por pie cúbico   (  lbm / ft  ³  ).

La densidad del metano es  0,657 kg / m  ³  .

Propiedades térmicas del metano

Metano – Punto de fusión

Punto de metano de fusión es de -183  ° C  .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la   fusión   es un   cambio   de  fase  de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El   punto   de  fusión  de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El   punto de fusión   también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Metano – Conductividad térmica

La conductividad térmica del metano es  0,034  W / (m · K)  .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada   conductividad térmica  , k (o λ), medida en   W / mK  . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por   conducción  . Tenga en cuenta que   la ley de Fourier se   aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

La   conductividad térmica   de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir   k = k (T)  . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Metano – Calor específico

Calor Específico del metano es 2200  J / g K  .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,   es una propiedad relacionada con  la energía interna   que es muy importante en termodinámica. Las   propiedades intensivas   c  _v   y   c  _p   se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la   energía interna   u (T, v)   y la   entalpía   h (T, p)  , respectivamente: 

donde los subíndices   v   y   p   significan las variables mantiene fijo durante la diferenciación. Las propiedades   c  _v   y   c  _p   se conocen como   calores específicas   (o   capacidades caloríficas  ) porque bajo ciertas condiciones especiales relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo   J / kg K   o   J / K mol  .

Acerca del óxido nitroso

El óxido nitroso, conocido como gas de la risa o nitroso, es un compuesto químico, un óxido de nitrógeno con la fórmula N2O. El óxido nitroso es un gas natural que es incoloro y no inflamable.

Resumen

Nombre	Óxido nitroso
Fase en STP	gaseoso
Densidad	2 kg / m3
Resistencia a la tracción	N / A
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	N / A
Dureza Brinell	N / A
Punto de fusión	-91 ° C
Conductividad térmica	0,042 W / mK
Capacidad calorífica	880 J / g K
Precio	20 $ / kg

Densidad de óxido nitroso

Las densidades típicas de varias sustancias se encuentran a presión atmosférica. La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Es una   propiedad intensiva  , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:   ρ = m / V

En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es   kilogramos por metro cúbico   (  kg / m  ³  ). La unidad de inglés estándar es   libras de masa por pie cúbico   (  lbm / ft  ³  ).

La densidad del dióxido de carbono es de  2 kg / m  ³  .

Propiedades térmicas del óxido nitroso

Óxido nitroso – Punto de fusión

Punto de óxido nitroso de fusión es de -91  ° C  .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la   fusión   es un   cambio   de  fase  de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El   punto   de  fusión  de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El   punto de fusión   también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Óxido nitroso – conductividad térmica

La conductividad térmica del óxido nitroso es  0,042  W / (m · K)  .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada   conductividad térmica  , k (o λ), medida en   W / mK  . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por   conducción  . Tenga en cuenta que   la ley de Fourier se   aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

La   conductividad térmica   de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir   k = k (T)  . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Óxido nitroso – Calor específico

El calor Específico de nitroso Oxidee it  880  J / g K  .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,   es una propiedad relacionada con  la energía interna   que es muy importante en termodinámica. Las   propiedades intensivas   c  _v   y   c  _p   se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la   energía interna   u (T, v)   y la   entalpía   h (T, p)  , respectivamente: 

donde los subíndices   v   y   p   significan las variables mantiene fijo durante la diferenciación. Las propiedades   c  _v   y   c  _p   se conocen como   calores específicas   (o   capacidades caloríficas  ) porque bajo ciertas condiciones especiales relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo   J / kg K   o   J / K mol  .

Acerca del monóxido de carbono

Monóxido de carbono (CO), un gas inflamable, incoloro e inodoro altamente tóxico producido industrialmente para su uso en la fabricación de numerosos productos químicos orgánicos e inorgánicos. El monóxido de carbono no se encuentra en el aire en condiciones normales, ya que se forma por la combustión incompleta de carbón de carbón, gas natural y petróleo.

Resumen

Nombre	Monóxido de carbono
Fase en STP	gaseoso
Densidad	1,14 kg / m3
Resistencia a la tracción	N / A
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	N / A
Dureza Brinell	N / A
Punto de fusión	-205 ° C
Conductividad térmica	0,024 W / mK
Capacidad calorífica	1040 J / g K
Precio	15 $ / kg

Densidad de monóxido de carbono

Las densidades típicas de varias sustancias se encuentran a presión atmosférica. La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Es una   propiedad intensiva  , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:   ρ = m / V

En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es   kilogramos por metro cúbico   (  kg / m  ³  ). La unidad de inglés estándar es   libras de masa por pie cúbico   (  lbm / ft  ³  ).

La densidad del monóxido de carbono es  1,14 kg / m  ³  .

Propiedades térmicas del monóxido de carbono

Monóxido de carbono – Punto de fusión

Punto de monóxido de Carbono de fusión es de -205  ° C  .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la   fusión   es un   cambio   de  fase  de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El   punto   de  fusión  de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El   punto de fusión   también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Monóxido de carbono: conductividad térmica

La conductividad térmica del monóxido de carbono es  0,024  W / (m · K)  .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada   conductividad térmica  , k (o λ), medida en   W / mK  . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por   conducción  . Tenga en cuenta que   la ley de Fourier se   aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

La   conductividad térmica   de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir   k = k (T)  . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Monóxido de carbono – Calor específico

El calor Específico de monóxido de Carbono es  1040 J / g K  .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,   es una propiedad relacionada con  la energía interna   que es muy importante en termodinámica. Las   propiedades intensivas   c  _v   y   c  _p   se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la   energía interna   u (T, v)   y la   entalpía   h (T, p)  , respectivamente: 

donde los subíndices   v   y   p   significan las variables mantiene fijo durante la diferenciación. Las propiedades   c  _v   y   c  _p   se conocen como   calores específicas   (o   capacidades caloríficas  ) porque bajo ciertas condiciones especiales relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo   J / kg K   o   J / K mol  .

Acerca del dióxido de carbono

El dióxido de carbono es un gas incoloro con una densidad aproximadamente un 53% más alta que la del aire seco. Es relativamente no tóxico y no combustible, pero es más pesado que el aire y puede asfixiarse por el desplazamiento del aire. Cuando el CO2 se disuelve en agua, se forma el ácido carbónico suave. El CO2 enfriado en forma sólida se llama hielo seco. El dióxido de carbono es un componente menor de la atmósfera terrestre, pero un componente importante del aire. Es una materia prima necesaria para la mayoría de las plantas, que eliminan el dióxido de carbono del aire mediante el proceso de fotosíntesis. Una concentración típica de CO2 en el aire es actualmente de aproximadamente 0,040% o 404 ppm. La concentración de dióxido de carbono atmosférico aumenta y disminuye en un patrón estacional en un rango de aproximadamente 6 ppmv. La concentración de CO2 en el aire también ha aumentado constantemente de año durante más de 70 años. La tasa actual de aumento es de aproximadamente 2,5 ppm por año.

Resumen

Nombre	Dióxido de carbono
Fase en STP	gaseoso
Densidad	2 kg / m  3
Resistencia a la tracción	N / A
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	N / A
Dureza Brinell	N / A
Punto de fusión	-57 ° C
Conductividad térmica	0,0166 W / mK
Capacidad calorífica	840 J / g K
Precio	2 $ / kg

Densidad de dióxido de carbono

Las densidades típicas de varias sustancias se encuentran a presión atmosférica. La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Es una   propiedad intensiva  , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:   ρ = m / V

En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es   kilogramos por metro cúbico   (  kg / m  ³  ). La unidad de inglés estándar es   libras de masa por pie cúbico   (  lbm / ft  ³  ).

La densidad del dióxido de carbono es de  2 kg / m  ³  .

Propiedades térmicas del dióxido de carbono

Dióxido de carbono – Punto de fusión

Punto de Dióxido de Carbono de fusión es de -57  ° C  .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la   fusión   es un   cambio   de  fase  de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El   punto   de  fusión  de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El   punto de fusión   también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Dióxido de carbono: conductividad térmica

La conductividad térmica del  dióxido  de  carbono   es   0,0166   W / (m · K)  .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada   conductividad térmica  , k (o λ), medida en   W / mK  . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por   conducción  . Tenga en cuenta que   la ley de Fourier se   aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

La   conductividad térmica   de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir   k = k (T)  . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Dióxido de carbono – Calor específico

El calor Específico de Dióxido de Carbono es de 840   J / g K  .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,   es una propiedad relacionada con  la energía interna   que es muy importante en termodinámica. Las   propiedades intensivas   c  _v   y   c  _p   se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la   energía interna   u (T, v)   y la   entalpía   h (T, p)  , respectivamente: 

donde los subíndices   v   y   p   significan las variables mantiene fijo durante la diferenciación. Las propiedades   c  _v   y   c  _p   se conocen como   calores específicas   (o   capacidades caloríficas  ) porque bajo ciertas condiciones especiales relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo   J / kg K   o   J / K mol  .

Acerca del aire

El aire es una mezcla de nitrógeno, oxígeno, argón, dióxido de carbono, vapor de agua y otros oligoelementos. La atmósfera de la Tierra es la capa de gases, comúnmente conocida como aire, retenida por la gravedad terrestre, que rodea al planeta Tierra y forma su atmósfera planetaria.

Resumen

Nombre	Aire
Fase en STP	gaseoso
Densidad	1,23 kg / m 3
Resistencia a la tracción	N / A
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	N / A
Dureza Brinell	N / A
Punto de fusion	N / A
Conductividad térmica	0,025 W / mK
Capacidad calorífica	1006 J / g K
Precio	N / A

Densidad del aire

Las densidades típicas de varias sustancias se encuentran a presión atmosférica. La densidad  se define como la  masa por unidad de volumen . Es una  propiedad intensiva , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:  ρ = m / V

En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es  kilogramos por metro cúbico  ( kg / m ³ ). La unidad de inglés estándar es  libras de masa por pie cúbico  ( lbm / ft ³ ).

La densidad del aire es 1,23 kg / m ³ .

Propiedades térmicas del aire

Aire: punto de fusión y punto de ebullición

Punto de fusión es de Aire N / A .

Punto de aire de ebullición es N / A .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar.

Aire – Conductividad térmica

La conductividad térmica del aire  es  0,025 W / (m · K) .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada  conductividad térmica , k (o λ), medida en  W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por  conducción . Tenga en cuenta que  la ley de Fourier se  aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

Coeficiente de expansión térmica del aire

El coeficiente de expansión térmica lineal del aire  es N / A.

La expansión térmica  es generalmente la tendencia de la materia a cambiar sus dimensiones en respuesta a un cambio de temperatura. Por lo general, se expresa como un cambio fraccionario en longitud o volumen por cambio de temperatura unitario.

Aire: calor específico, calor latente de fusión, calor latente de vaporización

Calor específico del aire es 1006 J / g K .

La capacidad calorífica  es una propiedad extensa de la materia, lo que significa que es proporcional al tamaño del sistema. La capacidad calorífica C  tiene la unidad de energía por grado o energía por kelvin. Cuando se expresa el mismo fenómeno como una propiedad intensiva, la  capacidad calorífica  se divide por la cantidad de sustancia, masa o volumen, por lo que la cantidad es independiente del tamaño o extensión de la muestra.

Calor latente de fusión del aire es N / A .

Calor latente de vaporización del aire es N / A .

El calor latente es la cantidad de calor que se agrega o elimina de una sustancia para producir un cambio de fase. Esta energía descompone las fuerzas de atracción intermoleculares y también debe proporcionar la energía necesaria para expandir el gas (el  trabajo pΔV ). Cuando se agrega calor latente, no se produce ningún cambio de temperatura. La entalpía de vaporización es función de la presión a la que tiene lugar esa transformación.

Acerca del polipropileno

El polipropileno tiene propiedades similares al polietileno, pero es un poco más duro y más resistente al calor. Es un material blanco, mecánicamente resistente y de alta resistencia química. El polipropileno es reciclable y tiene el número «5» como código de identificación de resina.

Resumen

Nombre	Polipropileno
Fase en STP	sólido
Densidad	900 kg / m3
Resistencia a la tracción	27 MPa
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	1,3 GPa
Dureza Brinell	50 BHN
Punto de fusión	337 ° C
Conductividad térmica	0,2 W / mK
Capacidad calorífica	1700 J / g K
Precio	1,1 $ / kg

Densidad de polipropileno

Las densidades típicas de varias sustancias se encuentran a presión atmosférica. La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Es una   propiedad intensiva  , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:   ρ = m / V

En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es   kilogramos por metro cúbico   (  kg / m  ³  ). La unidad de inglés estándar es   libras de masa por pie cúbico   (  lbm / ft  ³  ).

La densidad del polipropileno es de  900 kg / m  ³  .

Ejemplo: densidad

Calcula la altura de un cubo hecho de polipropileno, que pesa una tonelada métrica.

Solución:

La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Se define matemáticamente como masa dividida por volumen: 

ρ = m / V

Como el volumen de un cubo es la tercera potencia de sus lados (V = a  ³  ), la altura de este cubo se puede calcular:

La altura de este cubo es entonces  a = 1,036 m  .

Propiedades mecánicas del polipropileno

Resistencia del polipropileno

En mecánica de materiales, la  resistencia de un material  es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales  básicamente considera la relación entre las  cargas externas  aplicadas a un material y la  deformación  resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.

La resistencia de un material  es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas o deformaciones plásticas. Para la tensión máxima de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que prestan a alargarse se conoce como resistencia a la tracción (UTS). El  límite  elástico  o límite elástico es la propiedad del material definido como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la   ley de Hooke  describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El  módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.

Ver también:  Resistencia de los materiales

Máxima resistencia a la tracción del polipropileno

La resistencia máxima a la tracción del polipropileno es de 27 MPa.

Límite de elastacidad del polipropileno

El límite elástico del polipropileno   es N / A.

Módulo de Young del polipropileno

El módulo de Young del polipropileno es de 1,3 MPa.

Dureza del polipropileno

En la ciencia de los materiales, la   dureza   es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie   (  deformación   plástica localizada  ) y el   rayado  . La prueba de dureza Brinell   es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un  penetrador esférico  duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.

El   número de dureza Brinell   (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:

La dureza Brinell del polipropileno es de aproximadamente 50 BHN (convertido).

Ver también:  dureza de materiales

Ejemplo: resistencia

Suponga una varilla de plástico, que está hecha de polipropileno. Esta varilla de plástico tiene un área de sección transversal de 1 cm  ²  . Calcule la fuerza máxima de tracción necesaria para lograr la resistencia a la tracción de este material, que es: UTS = 27 MPa.

Solución:

La tensión (σ)   se puede equiparar a la carga por unidad de área o la fuerza (F) aplicada por área de sección transversal (A) perpendicular a la fuerza como:

por lo tanto, la fuerza de tracción necesaria para lograr la máxima resistencia a la tracción es:

F  = UTS x A = 27 x 10  ⁶  x 0,0001 =  2 700 N

Propiedades térmicas del polipropileno

Polipropileno – Punto de fusión

Punto de fusión del polipropileno es de 337  ° C  .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la   fusión   es un   cambio   de  fase  de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El   punto   de  fusión  de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El   punto de fusión   también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Polipropileno – Conductividad térmica

La conductividad térmica del  polipropileno   es de   0,2  W / (m · K)  .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada   conductividad térmica  , k (o λ), medida en   W / mK  . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por   conducción  . Tenga en cuenta que   la ley de Fourier se   aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

La   conductividad térmica   de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir   k = k (T)  . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Polipropileno – Calor específico

El calor Específico de polipropileno es  1,700 J / g K  .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,   es una propiedad relacionada con  la energía interna   que es muy importante en termodinámica. Las   propiedades intensivas   c  _v   y   c  _p   se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la   energía interna   u (T, v)   y la   entalpía   h (T, p)  , respectivamente: 

donde los subíndices   v   y   p   denotan las variables que se mantienen fijas durante la diferenciación. Las propiedades   c  _v   y   c  _p   se conocen como   calores específicas   (o   capacidades caloríficas  ) porque bajo ciertas condiciones especiales relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo   J / kg K   o   J / K mol  .

Ejemplo: cálculo de transferencia de calor

La conductividad térmica se define como la cantidad de calor (en vatios) transferida a través de un área cuadrada de material de un espesor determinado (en metros) debido a una diferencia de temperatura. Cuanto menor sea la conductividad térmica del material, mayor será la capacidad del material para resistir la transferencia de calor.

Calcule la tasa de  flujo  de   calor a   través de una pared de 3 mx 10 m de área (A = 30 m  ²  ). La pared tiene 15 cm de espesor (L  ₁  ) y está hecha de polipropileno con  una conductividad térmica   de k  ₁  = 0,2 W / mK (mal aislante térmico). Suponga que las  temperaturas  interior y exterior son 22 ° C y -8 ° C, y los   coeficientes de transferencia de calor por convección   en los lados interior y exterior son h  ₁   = 10 W / m  ²  K yh  ₂   = 30 W / m  ² K, respectivamente. Tenga en cuenta que estos coeficientes de convección dependen en gran medida, especialmente, de las condiciones ambientales e interiores (viento, humedad, etc.).

Calcule el flujo de calor (  pérdida de calor  ) a través de esta pared.

Solución:

Como se escribió, muchos de los procesos de transferencia de calor involucran sistemas compuestos e incluso involucran una combinación de   conducción   y   convección  . Con ESTOS Sistemas Compuestos, una Menudo es conveniente Trabajar Con Un   coeficiente de transferencia de calor en general  ,   Conocido Como un   factor de U  . El factor U se define mediante una expresión análoga a   la ley de enfriamiento de Newton  :

El   coeficiente de transferencia de calor general   está relacionado con la   resistencia térmica total   y depende de la geometría del problema.

Suponiendo una transferencia de calor unidimensional a través de la pared plana y sin tener en cuenta la radiación, el   coeficiente de transferencia de calor general   se puede calcular como:

El  coeficiente de transferencia de calor total   es entonces: U = 1 / (1/10 + 0,15 / 0,2 + 1/30) = 1,13 W / m  ²  K

El flujo de calor se puede calcular entonces simplemente como: q = 1,13 [W / m  ²  K] x 30 [K] = 33,96 W / m  ²

La pérdida total de calor a través de esta pared será:  q  _pérdida   = q. A = 33,96 [W / m  ²  ] x 30 [m  ²  ] =  1018,87 W

Acerca de PET

El tereftalato de polietileno, exclusivamente abreviado PET, PETE, es la resina de polímero termoplástico más común de la familia del poliéster y se usa en fibras para ropa, recipientes para líquidos y alimentos. El poliéster de tereftalato de polietileno es un material duro, rígido, fuerte y dimensionalmente estable que absorbe muy poca agua.

Resumen

Nombre	PET
Fase en STP	sólido
Densidad	1350 kg / m3
Resistencia a la tracción	150 MPa
Límite de elastacidad	40 MPa
Módulo de Young	9 GPa
Dureza Brinell	20 BHN
Punto de fusión	267 ° C
Conductividad térmica	0,3 W / mK
Capacidad calorífica	1250 J / g K
Precio	0,8 $ / kg

Densidad de PET

Las densidades típicas de varias sustancias se encuentran a presión atmosférica. La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Es una   propiedad intensiva  , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:   ρ = m / V

En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es   kilogramos por metro cúbico   (  kg / m  ³  ). La unidad de inglés estándar es   libras de masa por pie cúbico   (  lbm / ft  ³  ).

La densidad del PET es de  1350 kg / m  ³  .

Ejemplo: densidad

Calcula la altura de un cubo hecho de PET, que pesa una tonelada métrica.

Solución:

La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Se define matemáticamente como masa dividida por volumen: 

ρ = m / V

Como el volumen de un cubo es la tercera potencia de sus lados (V = a  ³  ), la altura de este cubo se puede calcular:

La altura de este cubo es entonces  a = 0,91 m  .

Propiedades mecánicas del PET

Resistencia del PET

En mecánica de materiales, la  resistencia de un material  es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales  básicamente considera la relación entre las  cargas externas  aplicadas a un material y la  deformación  resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.

La resistencia de un material  es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas o deformaciones plásticas. Para la tensión máxima de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que prestan a alargarse se conoce como resistencia a la tracción (UTS). El  límite  elástico  o límite elástico es la propiedad del material definido como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la   ley de Hooke  describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El  módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.

Ver también:  Resistencia de los materiales

Máxima resistencia a la tracción del PET

La resistencia máxima a la tracción del PET es de 150 MPa.

Límite de elastacidad de PET

El límite elástico del PET   es de 40 MPa.

Módulo de Young del PET

El módulo de Young del PET es de 9 GPa.

Dureza del PET

En la ciencia de los materiales, la   dureza   es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie   (  deformación   plástica localizada  ) y el   rayado  . La prueba de dureza Brinell   es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un  penetrador esférico  duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.

El   número de dureza Brinell   (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:

La dureza Brinell del PET es de aproximadamente 20 BHN (convertida).

Ver también:  dureza de materiales

Ejemplo: resistencia

Suponga una varilla de plástico hecha de PET. Esta varilla de plástico tiene un área de sección transversal de 1 cm  ²  . Calcule la fuerza de tracción necesaria para lograr la resistencia a la tracción máxima de este material, que es: UTS = 150 MPa.

Solución:

La tensión (σ)   se puede equiparar a la carga por unidad de área o la fuerza (F) aplicada por área de sección transversal (A) perpendicular a la fuerza como:

por lo tanto, la fuerza de tracción necesaria para lograr la máxima resistencia a la tracción es:

F  = UTS x A = 150 x 10  ⁶  x 0,0001 =  15 000 N

Propiedades térmicas del PET

PET – Punto de fusión

Punto de fusión de PET ca 267  ° C  .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la   fusión   es un   cambio   de  fase  de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El   punto   de  fusión  de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El   punto de fusión   también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

PET – Conductividad térmica

La conductividad térmica del PET es de  0,3  W / (m · K)  .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada   conductividad térmica  , k (o λ), medida en   W / mK  . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por   conducción  . Tenga en cuenta que   la ley de Fourier se   aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

La   conductividad térmica   de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir   k = k (T)  . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

PET – Calor específico

El Calor Específico de PET ca  1250 J / g K  .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,   es una propiedad relacionada con  la energía interna   que es muy importante en termodinámica. Las   propiedades intensivas   c  _v   y   c  _p   se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la   energía interna   u (T, v)   y la   entalpía   h (T, p)  , respectivamente: 

donde los subíndices   v   y   p   denotan las variables que se mantienen fijas durante la diferenciación. Las propiedades   c  _v   y   c  _p   se conocen como   calores específicas   (o   capacidades caloríficas  ) porque bajo ciertas condiciones especiales relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo   J / kg K   o   J / K mol  .

Ejemplo: cálculo de transferencia de calor

La conductividad térmica se define como la cantidad de calor (en vatios) transferida a través de un área cuadrada de material de un espesor determinado (en metros) debido a una diferencia de temperatura. Cuanto menor sea la conductividad térmica del material, mayor será la capacidad del material para resistir la transferencia de calor.

Calcule la tasa de  flujo  de   calor a   través de una pared de 3 mx 10 m de área (A = 30 m  ²  ). La pared tiene 15 cm de espesor (L  ₁  ) y está hecha de PET con  una conductividad térmica   de k  ₁  = 0,3 W / mK (mal aislante térmico). Suponga que las  temperaturas  interior y exterior son 22 ° C y -8 ° C, y los   coeficientes de transferencia de calor por convección   en los lados interior y exterior son h  ₁   = 10 W / m  ²  K yh  ₂   = 30 W / m  ² K, respectivamente. Tenga en cuenta que estos coeficientes de convección dependen en gran medida, especialmente, de las condiciones ambientales e interiores (viento, humedad, etc.).

Calcule el flujo de calor (  pérdida de calor  ) a través de esta pared.

Solución:

Como se escribió, muchos de los procesos de transferencia de calor involucran sistemas compuestos e incluso involucran una combinación de   conducción   y   convección  . Con ESTOS Sistemas Compuestos, una Menudo es conveniente Trabajar Con Un   coeficiente de transferencia de calor en general  ,   Conocido Como un   factor de U  . El factor U se define mediante una expresión análoga a   la ley de enfriamiento de Newton  :

El   coeficiente de transferencia de calor general   está relacionado con la   resistencia térmica total   y depende de la geometría del problema.

Suponiendo una transferencia de calor unidimensional a través de la pared plana y sin tener en cuenta la radiación, el   coeficiente de transferencia de calor general   se puede calcular como:

El  coeficiente total de transferencia de calor   es entonces: U = 1 / (1/10 + 0,15 / 0,3 + 1/30) = 1,58 W / m  ²  K

El flujo de calor se puede calcular entonces simplemente como: q = 1,58 [W / m  ²  K] x 30 [K] = 47,37 W / m  ²

La pérdida total de calor a través de esta pared será:  q  _pérdida   = q. A = 47,37 [W / m  ²  ] x 30 [m  ²  ] =  1421,05 W

Acerca del policarbonato

El policarbonato (PC) es un polímero termoplástico que contiene grupos carbonato en sus estructuras químicas. Es un termoplástico de ingeniería amorfo, transparente e incoloro, que se destaca por su alta resistencia al impacto (que permanece alta hasta –40 ° C). Una desventaja incluye la necesidad de secado y procesamiento a temperatura elevada. El PC tiene una resistencia química limitada a numerosos disolventes aromáticos, incluidos el benceno, el tolueno y el xileno, y tiene debilidad en las muescas.

Resumen

Nombre	Policarbonato
Fase en STP	sólido
Densidad	1200 kg / m3
Resistencia a la tracción	60 MPa
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	2,3 GPa
Dureza Brinell	80 BHN
Punto de fusión	297 ° C
Conductividad térmica	0,2 W / mK
Capacidad calorífica	1200 J / g K
Precio	2,2 $ / kg

Densidad de policarbonato

Las densidades típicas de varias sustancias se encuentran a presión atmosférica. La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Es una   propiedad intensiva  , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:   ρ = m / V

En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es   kilogramos por metro cúbico   (  kg / m  ³  ). La unidad de inglés estándar es   libras de masa por pie cúbico   (  lbm / ft  ³  ).

La densidad del policarbonato es de  1200 kg / m  ³  .

Ejemplo: densidad

Calcula la altura de un cubo hecho de policarbonato, que pesa una tonelada métrica.

Solución:

La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Se define matemáticamente como masa dividida por volumen: 

ρ = m / V

Como el volumen de un cubo es la tercera potencia de sus lados (V = a  ³  ), la altura de este cubo se puede calcular:

La altura de este cubo es entonces  a = 0,941 m  .

Propiedades mecánicas del policarbonato

Resistencia del policarbonato

En mecánica de materiales, la  resistencia de un material  es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales  básicamente considera la relación entre las  cargas externas  aplicadas a un material y la  deformación  resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.

La resistencia de un material  es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas o deformaciones plásticas. Para la tensión máxima de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que prestan a alargarse se conoce como resistencia a la tracción (UTS). El  límite  elástico  o límite elástico es la propiedad del material definido como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la   ley de Hooke  describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El  módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.

Ver también:  Resistencia de los materiales

Máxima resistencia a la tracción del policarbonato

La resistencia máxima a la tracción del policarbonato es de 60 MPa.

Límite de elastacidad del policarbonato

El límite elástico del policarbonato   es N / A.

Módulo de Young del policarbonato

El módulo de Young del policarbonato es de 2,3 GPa.

Dureza del policarbonato

En la ciencia de los materiales, la   dureza   es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie   (  deformación   plástica localizada  ) y el   rayado  . La prueba de dureza Brinell   es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un  penetrador esférico  duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.

El   número de dureza Brinell   (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:

La dureza Brinell del policarbonato es de aproximadamente 80 BHN (convertido).

Ver también:  dureza de materiales

Ejemplo: resistencia

Suponga una varilla de plástico, que está hecha de policarbonato. Esta varilla de plástico tiene un área de sección transversal de 1 cm  ²  . Calcule la fuerza de tracción necesaria para lograr la máxima resistencia a la tracción de este material, que es: UTS = 60 MPa.

Solución:

La tensión (σ)   se puede equiparar a la carga por unidad de área o la fuerza (F) aplicada por área de sección transversal (A) perpendicular a la fuerza como:

por lo tanto, la fuerza de tracción necesaria para lograr la máxima resistencia a la tracción es:

F  = UTS x A = 60 x 10  ⁶  x 0,0001 =  6 000 N

Propiedades térmicas del policarbonato

Policarbonato – Punto de fusión

Punto de policarbonato de fusión es de 297  ° C  .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la   fusión   es un   cambio   de  fase  de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El   punto   de  fusión  de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El   punto de fusión   también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Policarbonato – Conductividad térmica

La conductividad térmica del policarbonato es de  0,2  W / (m · K)  .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada   conductividad térmica  , k (o λ), medida en   W / mK  . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por   conducción  . Tenga en cuenta que   la ley de Fourier se   aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

La   conductividad térmica   de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir   k = k (T)  . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Policarbonato – Calor específico

El calor Específico de policarbonato es  1200 J / g K  .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,   es una propiedad relacionada con  la energía interna   que es muy importante en termodinámica. Las   propiedades intensivas   c  _v   y   c  _p   se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la   energía interna   u (T, v)   y la   entalpía   h (T, p)  , respectivamente: 

donde los subíndices   v   y   p   denotan las variables que se mantienen fijas durante la diferenciación. Las propiedades   c  _v   y   c  _p   se conocen como   calores específicas   (o   capacidades caloríficas  ) porque bajo ciertas condiciones especiales relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo   J / kg K   o   J / K mol  .

Ejemplo: cálculo de transferencia de calor

La conductividad térmica se define como la cantidad de calor (en vatios) transferida a través de un área cuadrada de material de un espesor determinado (en metros) debido a una diferencia de temperatura. Cuanto menor sea la conductividad térmica del material, mayor será la capacidad del material para resistir la transferencia de calor.

Calcule la tasa de  flujo  de   calor a   través de una pared de 3 mx 10 m de área (A = 30 m  ²  ). La pared tiene 15 cm de espesor (L  ₁  ) y está hecha de Policarbonato con  una conductividad térmica   de k  ₁  = 0,2 W / mK (mal aislante térmico). Suponga que las  temperaturas  interior y exterior son 22 ° C y -8 ° C, y los   coeficientes de transferencia de calor por convección   en los lados interior y exterior son h  ₁   = 10 W / m  ²  K yh  ₂   = 30 W / m  ² K, respectivamente. Tenga en cuenta que estos coeficientes de convección dependen en gran medida, especialmente, de las condiciones ambientales e interiores (viento, humedad, etc.).

Calcule el flujo de calor (  pérdida de calor  ) a través de esta pared.

Solución:

Como se escribió, muchos de los procesos de transferencia de calor involucran sistemas compuestos e incluso involucran una combinación de   conducción   y   convección  . Con ESTOS Sistemas Compuestos, una Menudo es conveniente Trabajar Con Un   coeficiente de transferencia de calor en general  ,   Conocido Como un   factor de U  . El factor U se define mediante una expresión análoga a   la ley de enfriamiento de Newton  :

El   coeficiente de transferencia de calor general   está relacionado con la   resistencia térmica total   y depende de la geometría del problema.

Suponiendo una transferencia de calor unidimensional a través de la pared plana y sin tener en cuenta la radiación, el   coeficiente de transferencia de calor general   se puede calcular como:

El  coeficiente de transferencia de calor total   es entonces: U = 1 / (1/10 + 0,15 / 0,2 + 1/30) = 1,13 W / m  ²  K

El flujo de calor se puede calcular entonces simplemente como: q = 1,13 [W / m  ²  K] x 30 [K] = 33,96 W / m  ²

La pérdida total de calor a través de esta pared será:  q  _pérdida   = q. A = 33,96 [W / m  ²  ] x 30 [m  ²  ] =  1018,87 W

Acerca del poliestireno

El poliestireno, abreviado como PS, es un polímero de hidrocarburo aromático sintético elaborado a partir del monómero conocido como estireno, que se deriva del benceno y el etileno, ambos productos del petróleo. El poliestireno puede ser sólido o espumado. El poliestireno de uso general es transparente, duro y bastante quebradizo. El poliestireno es un termoplástico transparente e incoloro, que se usa normalmente para hacer aislamiento de tablero de espuma o tablero de cuentas y un tipo de aislamiento de relleno suelto que consiste en pequeñas perlas de poliestireno. Las espumas de poliestireno son 95-98% de aire. Las espumas de poliestireno son buenos aislantes térmicos y, por lo tanto, se utilizan a menudo como materiales de aislamiento de edificios, como en encofrados de hormigón aislante y sistemas de construcción de paneles aislantes estructurales. El poliestireno expandido (EPS) y el poliestireno extruido (XPS) están hechos de poliestireno, pero el EPS se compone de pequeñas perlas de plástico que se fusionan y el XPS comienza como un material fundido que se extrae de una forma en láminas. XPS se usa más comúnmente como aislamiento de tablero de espuma.

Resumen

Nombre	Poliestireno
Fase en STP	sólido
Densidad	1050 kg / m3
Resistencia a la tracción	48 MPa
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	3,4 GPa
Dureza Brinell	50 BHN
Punto de fusión	217 ° C
Conductividad térmica	0,12 W / mK
Capacidad calorífica	1100 J / g K
Precio	1,1 $ / kg

Densidad del poliestireno

Las densidades típicas de varias sustancias se encuentran a presión atmosférica. La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Es una   propiedad intensiva  , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:   ρ = m / V

En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es   kilogramos por metro cúbico   (  kg / m  ³  ). La unidad de inglés estándar es   libras de masa por pie cúbico   (  lbm / ft  ³  ).

La densidad del poliestireno es de  1050 kg / m  ³  .

Ejemplo: densidad

Calcula la altura de un cubo hecho de poliestireno, que pesa una tonelada métrica.

Solución:

La densidad   se define como la   masa por unidad de volumen  . Se define matemáticamente como masa dividida por volumen: 

ρ = m / V

Como el volumen de un cubo es la tercera potencia de sus lados (V = a  ³  ), la altura de este cubo se puede calcular:

La altura de este cubo es entonces  a = 0,984 m  .

Propiedades mecánicas del poliestireno

Resistencia del poliestireno

En mecánica de materiales, la  resistencia de un material  es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales  básicamente considera la relación entre las  cargas externas  aplicadas a un material y la  deformación  resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.

La resistencia de un material  es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas o deformaciones plásticas. Para la tensión máxima de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que prestan a alargarse se conoce como resistencia a la tracción (UTS). El  límite  elástico  o límite elástico es la propiedad del material definido como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la   ley de Hooke  describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El  módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.

Ver también:  Resistencia de los materiales

Máxima resistencia a la tracción del poliestireno

La resistencia máxima a la tracción del poliestireno es de 48 MPa.

Límite de elastacidad del poliestireno

El límite elástico del poliestireno   es N / A.

Módulo de Young del poliestireno

El módulo de Young del poliestireno es de 3,4 GPa.

Dureza del poliestireno

En la ciencia de los materiales, la   dureza   es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie   (  deformación   plástica localizada  ) y el   rayado  . La prueba de dureza Brinell   es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un  penetrador esférico  duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.

El   número de dureza Brinell   (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:

La dureza Brinell del poliestireno es de aproximadamente 50 BHN (convertido).

Ver también:  dureza de materiales

Ejemplo: resistencia

Suponga una varilla de plástico, que está hecha de poliestireno. Esta varilla de plástico tiene un área de sección transversal de 1 cm  ²  . Calcule la fuerza máxima de tracción necesaria para lograr la resistencia a la tracción de este material, que es: UTS = 48 MPa.

Solución:

La tensión (σ)   se puede equiparar a la carga por unidad de área o la fuerza (F) aplicada por área de sección transversal (A) perpendicular a la fuerza como:

por lo tanto, la fuerza de tracción necesaria para lograr la máxima resistencia a la tracción es:

F  = UTS x A = 48 x 10  ⁶  x 0,0001 =  4 800 N

Propiedades térmicas del poliestireno

Poliestireno – Punto de fusión

Punto de poliestireno de fusión es de 217  ° C  .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la   fusión   es un   cambio   de  fase  de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El   punto   de  fusión  de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El   punto de fusión   también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Poliestireno – Conductividad térmica

La conductividad térmica del poliestireno es de  0,12  W / (m · K)  .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada   conductividad térmica  , k (o λ), medida en   W / mK  . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por   conducción  . Tenga en cuenta que   la ley de Fourier se   aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

La   conductividad térmica   de la mayoría de los líquidos y variadas con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir   k = k (T)  . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones yyz (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Poliestireno – Calor específico

El calor Específico de poliestireno es  1100  J / g K  .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,   es una propiedad relacionada con  la energía interna   que es muy importante en termodinámica. Las   propiedades intensivas   c  _v   y   c  _p   se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la   energía interna   u (T, v)   y la   entalpía   h (T, p)  , respectivamente: 

donde los subíndices   v   y   p   denotan las variables que se mantienen fijas durante la diferenciación. Las propiedades   c  _v   y   c  _p   se conocen como   calores específicas   (o   capacidades caloríficas  ) porque bajo ciertas condiciones especiales relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo   J / kg K   o   J / K mol  .

Ejemplo: cálculo de transferencia de calor

La conductividad térmica se define como la cantidad de calor (en vatios) transferida a través de un área cuadrada de material de un espesor determinado (en metros) debido a una diferencia de temperatura. Cuanto menor sea la conductividad térmica del material, mayor será la capacidad del material para resistir la transferencia de calor.

Calcule la tasa de  flujo  de   calor a   través de una pared de 3 mx 10 m de área (A = 30 m  ²  ). La pared tiene 15 cm de espesor (L  ₁  ) y está hecha de Poliestireno con la  conductividad térmica   de k  ₁  = 0,12 W / mK (mal aislante térmico). Suponga que las  temperaturas  interior y exterior son 22 ° C y -8 ° C, y los   coeficientes de transferencia de calor por convección   en los lados interior y exterior son h  ₁   = 10 W / m  ²  K yh  ₂   = 30 W / m  ² K, respectivamente. Tenga en cuenta que estos coeficientes de convección dependen en gran medida, especialmente, de las condiciones ambientales e interiores (viento, humedad, etc.).

Calcule el flujo de calor (  pérdida de calor  ) a través de esta pared.

Solución:

Como se escribió, muchos de los procesos de transferencia de calor involucran sistemas compuestos e incluso involucran una combinación de   conducción   y   convección  . Con ESTOS Sistemas Compuestos, una Menudo es conveniente Trabajar Con Un   coeficiente de transferencia de calor en general  ,   Conocido Como un   factor de U  . El factor U se define mediante una expresión análoga a   la ley de enfriamiento de Newton  :

El   coeficiente de transferencia de calor general   está relacionado con la   resistencia térmica total   y depende de la geometría del problema.

Suponiendo una transferencia de calor unidimensional a través de la pared plana y sin tener en cuenta la radiación, el   coeficiente de transferencia de calor general   se puede calcular como:

El  coeficiente de transferencia de calor total   es entonces: U = 1 / (1/10 + 0,15 / 0,12 + 1/30) = 0,72 W / m  ²  K

El flujo de calor se puede calcular entonces simplemente como: q = 0,72 [W / m  ²  K] x 30 [K] = 21,69 W / m  ²

La pérdida total de calor a través de esta pared será:  q  _pérdida   = q. A = 21,69 [W / m  ²  ] x 30 [m  ²  ] =  650,6 W