Gelo – Tabela de Materiais – Aplicações – Preço

Sobre o Gelo

O gelo é simplesmente água congelada em estado sólido. Dependendo da presença de impurezas, como partículas de solo ou bolhas de ar, pode parecer transparente ou uma cor branco-azulada mais ou menos opaca. 

Resumo

Nome	Gelo
Estágio	sólido
Densidade	920 kg/m3
Resistência à tração	2 MPa
Força de rendimento	N/D
Módulo de elasticidade de Young	9,1 GPa
Dureza Brinell	10 BHN
Ponto de fusão	0 °C
Condutividade térmica	2,22 W/mK
Capacidade de calor	2040 J/g K
Preço	1 $/kg

Composição do Gelo

O gelo é simplesmente água congelada em estado sólido. Praticamente todo o gelo na superfície da Terra e em sua atmosfera é de estrutura cristalina hexagonal. O ar também contém uma quantidade variável de vapor de água, em média cerca de 1% ao nível do mar e 0,4% em toda a atmosfera. 

Aplicações de Gelo

O gelo foi usado para resfriamento e preservação de alimentos por séculos, contando com a colheita de gelo natural em várias formas e depois fazendo a transição para a produção mecânica do material. O gelo também apresenta um desafio para o transporte em várias formas e um cenário para esportes de inverno. Os tipos de gelo comercial incluem gelo em bloco, gelo em cubo, gelo em tubo, gelo em flocos, gelo em placas e gelo raspado. Pode ser fabricado para uma aplicação industrial usando equipamentos especiais. Existem grandes fábricas de gelo que produzem toneladas de gelo para uso comercial em um dia. Aqui, vamos discutir como o gelo é feito e as indústrias comerciais que o utilizam principalmente. 

Propriedades Mecânicas do Gelo

Força do Gelo

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, para 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 Gelo

A resistência à tração final do Gelo é de 2 MPa.

Força de Cedência do Gelo

A resistência ao escoamento do Gelo é N/A.

Módulo de Elasticidade do Gelo

O módulo de elasticidade de Young do Gelo é 9,1 MPa.

Dureza do Gelo

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 Brinell do Gelo é de aproximadamente 10 BHN (convertida).

Veja também: Dureza dos Materiais

Propriedades Térmicas do Gelo

Gelo – Ponto de fusão

O ponto de fusão do Gelo é 0 °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.

Gelo – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Gelo é 2,22 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.

Gelo – Calor Específico

O calor específico do Gelo é 2040 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 com a 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