À propos de la glace
La glace est simplement de l’eau gelée à l’état solide. Selon la présence d’impuretés telles que des particules de terre ou des bulles d’air, il peut apparaître transparent ou d’une couleur blanc bleuté plus ou moins opaque.
Résumé
| Nom | Glace |
| Phase | solide |
| Densité | 920kg/m3 |
| Résistance à la traction ultime | 2 MPa |
| Limite d’élasticité | N / A |
| Module d’élasticité de Young | 9.1 GPa |
| Dureté Brinell | 10 BHN |
| Point de fusion | 0 °C |
| Conductivité thermique | 2,22 W/mK |
| Capacité thermique | 2040 J/g·K |
| Prix | 1 $/kg |
Composition de la glace
La glace est simplement de l’eau gelée à l’état solide. Pratiquement toute la glace à la surface de la Terre et dans son atmosphère a une structure cristalline hexagonale. L’air contient également une quantité variable de vapeur d’eau, en moyenne autour de 1 % au niveau de la mer, et 0,4 % sur l’ensemble de l’atmosphère.
11,1 %
88,8 %
Applications de la glace
La glace a été utilisée pour le refroidissement et la conservation des aliments pendant des siècles, en s’appuyant sur la récolte de glace naturelle sous diverses formes, puis en passant à la production mécanique du matériau. La glace présente également un défi pour le transport sous diverses formes et un cadre pour les sports d’hiver. Les types de glace commerciale comprennent la glace en bloc, la glace en cube, la glace en tube, la glace en flocons, la glace en plaques et la glace pilée. Il peut être fabriqué pour une application industrielle à l’aide d’équipements spéciaux. Il existe de grandes fabriques de glace qui fabriquent des tonnes de glace à usage commercial en une journée. Ici, parlons de la fabrication de la glace et des industries commerciales qui l’utilisent principalement.
Propriétés mécaniques de la glace
Force de la glace
En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.
La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.
Voir aussi : Résistance des matériaux
Résistance à la traction ultime de la glace
La résistance à la traction ultime de la glace est de 2 MPa.
Limite d’élasticité de la glace
La limite d’élasticité de la glace est N/A.
Module d’élasticité de la glace
Le module d’élasticité de Young de la glace est de 9,1 MPa.
Dureté de la glace
En science des matériaux, la dureté est la capacité à résister à l’indentation de surface ( déformation plastique localisée ) et aux rayures . Le test de dureté Brinell est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.
L’ indice de dureté Brinell (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :
La dureté Brinell de la glace est d’environ 10 BHN (convertie).
Voir aussi : Dureté des matériaux
La résistance des matériaux
Élasticité des matériaux
Dureté des matériaux
Propriétés thermiques de la glace
Glace – Point de fusion
Le point de fusion de la glace est de 0 °C .
Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la fusion est un changement de phase d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le point de fusion d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le point de fusion définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.
Glace – Conductivité thermique
La conductivité thermique de la glace est de 2,22 W/(m·K) .
Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction . Notez que la loi de Fourier s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.
La conductivité thermique de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:
La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.
Glace – Chaleur spécifique
La chaleur spécifique de la glace est de 2040 J/g K .
La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique, est une propriété liée à l’énergie interne très importante en thermodynamique. Les propriétés intensives c v et c p sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’ énergie interne u(T, v) et de l’ enthalpie h(T, p) , respectivement :
où les indices v et p désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés c v et c p sont appelées chaleurs spécifiques (ou capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont J/kg K ou J/mol K .
Point de fusion des matériaux
Conductivité thermique des matériaux
Capacité calorifique des matériaux
Propriétés et prix des autres matériaux
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