Hulha – Tabela de Materiais – Aplicações – Preço

Sobre o Hulha

O carvão é uma rocha formada a partir da decomposição da vida vegetal. É composto principalmente de carbono, com muitos outros oligoelementos. O Hulha ou carvão preto é um carvão relativamente macio que contém uma substância parecida com alcatrão chamada betume ou asfalto. É de qualidade superior à linhite e carvão sub-betuminoso, mas de qualidade inferior à antracite. 

Resumo

Nome	Hulha
Fase em STP	sólido
Densidade	1400 kg/m3
Resistência à tração	20 MPa
Força de rendimento	N/D
Módulo de elasticidade de Young	N/D
Dureza Brinell	2 Mohs
Ponto de fusão	1127 °C
Condutividade térmica	0,2 W/mK
Capacidade de calor	1380 J/gK
Preço	0,03 $/kg

Composição do Hulha

O carvão é composto de macerais, minerais e água. A composição exata do carvão depende principalmente do tempo durante o qual ocorreu a conversão da matéria vegetal para o mineral final. Quanto mais velho o carvão, maior a porcentagem de carbono e menos aparente o componente vegetal original, ou seja, o fóssil, restos de tecidos vegetais, resina, etc. E, em particular, esse carvão é de maior qualidade e demanda. No entanto, além disso, a coalificação e a representação de impurezas dependem de outras circunstâncias, em particular da composição de espécies das plantas a partir das quais o carvão foi formado, do caráter do depósito, da história geológica. O carvão betuminoso é uma rocha sedimentar orgânica formada por compressão diagenética e submetamórfica de material de turfeira. Seus constituintes primários são os macerais: vitrinita, e liptinita. O teor de carbono do carvão betuminoso é de cerca de 45-86%; o resto é composto de água, ar, hidrogênio e enxofre, que não foram expulsos dos macerais. A análise elementar fornece fórmulas empíricas como C137H97O9NS para carvão betuminoso e C240H90O4NS para antracito de alta qualidade. 

Aplicações do Hulha

A alta densidade de energia do carvão e as extensas reservas encontradas na natureza o tornam útil como combustível para geração de eletricidade em usinas a carvão e, em alguns lugares, aquecimento. Cerca de 8000 Mt de carvão são produzidos anualmente, cerca de 90% dos quais são hulha e 10% linhite. A partir de 2018, pouco mais da metade é de minas subterrâneas. Os usos mais significativos do carvão são na geração de eletricidade, produção de aço, fabricação de cimento e como combustível líquido. 

Propriedades Mecânicas do Hulha

Força do Hulha

Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, a fim de que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original.

A resistência de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica. Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa. No caso de tensão de tração de uma barra uniforme (curva tensão-deformação), a lei de Hooke descreve o comportamento de uma barra na região elástica. O módulo de elasticidade de Young é o módulo de elasticidade para tensões de tração e compressão no regime de elasticidade linear de uma deformação uniaxial e geralmente é avaliado por ensaios de tração.

Veja também: Resistência dos Materiais

Resistência à tração final do Hulha

A resistência à tração final do Hulha é de 20 MPa.

Força de rendimento do Hulha

A força de rendimento do Hulha é N/A.

Módulo de Elasticidade do Hulha

O módulo de elasticidade de Young do Hulha é N/A.

Dureza do Hulha

Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.

O número de dureza Brinell (HB) é a carga dividida pela área da superfície da indentação. O diâmetro da impressão é medido com um microscópio com uma escala sobreposta. O número de dureza Brinell é calculado a partir da equação:

A dureza do Hulha é de aproximadamente 2 Mohs.

Veja também: Dureza dos Materiais

Propriedades Térmicas do Hulha

Hulha – Ponto de Fusão

O ponto de fusão do Hulha é 1127 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão. Em geral, a fusão é uma mudança de fase de uma substância da fase sólida para a líquida. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual essa mudança de fase ocorre. O ponto de fusão também define uma condição na qual o sólido e o líquido podem existir em equilíbrio. Para vários compostos químicos e ligas, é difícil definir o ponto de fusão, pois geralmente são uma mistura de vários elementos químicos.

Hulha – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Hulha é 0,2 W/(m·K).

As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.

A condutividade térmica da maioria dos líquidos e sólidos varia com a temperatura. Para vapores, também depende da pressão. No geral:

A maioria dos materiais são quase homogêneos, portanto, geralmente podemos escrever k = k(T). Definições semelhantes estão associadas a condutividades térmicas nas direções y e z (ky, kz), mas para um material isotrópico a condutividade térmica é independente da direção de transferência, kx = ky = kz = k.

Hulha – Calor Específico

O calor específico do Hulha é 1380  J/g K.

Calor específico, ou capacidade calorífica específica, é uma propriedade relacionada à energia interna que é muito importante na termodinâmica. As propriedades intensivas c_v e c_p são definidas para substâncias compressíveis puras simples como derivadas parciais da energia interna u(T, v) e entalpia h(T, p), respectivamente: 

onde os subscritos v e p denotam as variáveis ​​mantidas fixas durante a diferenciação. As propriedades c_v e c_p são chamadas de calores específicos (ou capacidades de calor) porque, sob certas condições especiais, elas relacionam a mudança de temperatura de um sistema à quantidade de energia adicionada pela transferência de calor. Suas unidades no SI são J/kg K ou J/mol K.

Propriedades e preços de outros materiais

tabela de materiais em resolução de 8k