Hielo – Tabla de materiales – Aplicaciones – Precio

Sobre el hielo

El hielo es simplemente agua congelada en un estado sólido. Dependiendo de la presencia de impurezas como partículas de tierra o burbujas de aire, puede aparecer transparente o con un color blanco azulado más o menos opaco.

Resumen

Nombre	Hielo
Fase	sólido
Densidad	920 kg / m3
Resistencia a la tracción	2 MPa
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	9,1 GPa
Dureza Brinell	10 BHN
Punto de fusión	0 ° C
Conductividad térmica	2,22 W / mK
Capacidad calorífica	2040 J / g K
Precio	1 $ / kg

Composición del hielo

El hielo es simplemente agua congelada en un estado sólido. Prácticamente todo el hielo en la superficie de la Tierra y en su atmósfera tiene una estructura cristalina hexagonal. El aire también contiene una cantidad variable de vapor de agua, en promedio alrededor del 1% al nivel del mar y el 0,4% en toda la atmósfera.

Aplicaciones del hielo

El hielo se utilizó para enfriar y conservar alimentos durante siglos, propiedad en la recolección de hielo natural en diversas formas y luego en la transición a la producción mecánica del material. El hielo también presenta un desafío para el transporte en varias formas y un escenario para los deportes de invierno. Los tipos de hielo comercial incluyen hielo en bloque, hielo en cubos, hielo en tubos, hielo en escamas, hielo en placas y hielo raspado. Puede fabricarse para una aplicación industrial utilizando equipos especiales. Hay grandes fábricas de hielo que producen toneladas de hielo para uso comercial en un día. Aquí, analicemos cómo se fabrica el hielo y las industrias comerciales que lo utilizan principalmente.

Propiedades mecánicas del hielo

Resistencia del hielo

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 ni 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

Resistencia máxima a la tracción del hielo

La resistencia máxima a la tracción del hielo es de 2 MPa.

Límite de elastacidad de la fluencia del hielo

El límite elástico del hielo es N / A.

Módulo de Young del hielo

El módulo de Young del hielo es de 9,1 MPa.

Dureza del hielo

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 hielo es de aproximadamente 10 BHN (convertida).

Ver también:  dureza de materiales

Propiedades térmicas del hielo

Hielo – Punto de fusión

Punto de fusión del hielo es de 0  ° 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.

Hielo – Conductividad térmica

La conductividad térmica del  hielo   es   2,22  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 que 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 las 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.

Hielo – Calor específico

El Calor Específico del hielo es  2,040 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 denominan   calores específicas   (o   capacidades caloríficas  ), en determinadas condiciones especiales, relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía añadida por la transferencia de calor. Unidades Sus SI hijo   J / kg K   o   J / K mol  .

Propiedades y precios de otros materiales

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