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 Proprietà dei materiali e dei metalli

AREA I - ARTE TECNICO-SCIENTIFICA (ATS)

Cap. ATS-G01 - Proprietà materiali - Pag. ATS-G01.09

Gli argomenti trattati sono stati inseriti da Ing. Arch. Michele Cuzzoni nel 2012 - © Copyright 2007- 2024 - e sono desunti dalla documentazione indicata in Bibliografia a fondo pagina


 

Proprietà fisiche dei Materiali e dei Metalli

 

 

INDICE:

 

1) Massa volumica o densità o peso specifico

Si definisce massa volumica il rapporto tra la massa di un corpo e il suo volume. P. es. la massa volumica di un metro cubo di alluminio equivale a 2700 kg/m^3. Le leghe leggere sono a base di alluminio.

p = m / v

Per densità si intende il rapporto tra massa volumica di una sostanza con quella di riferimento (acqua a 4°C).

densità = p sostanza / p acqua a 4 °C

INDICE

 

2) Calore specifico

E’ la quantità di calore che occorre fornire all’unità di massa di una di una certa sostanza per elevarne la temperatura di 1°C. Per portare da 0°C a 100°C la temperatura di 1 Kg di alluminio è necessario fornire all’alluminio 90.000 joule/Kg K. Per l’acciaio e la ghisa a una temperatura di 20°C corrisponde il calore specifico di 502 joule/Kg K.

Cs = j / Kg K

Con:

Cs= calore specifico

K= Kelvin

 

C = Cs  M  

Con:

C = capacità termica 

M= massa  

 

Q= Cs  M  (Tf - Ti)

Con:

Q = quantità di calore

Tf= temperatura finale

Ti= temperatura iniziale

INDICE

 

3) Dilatazione termica

Il coefficiente di dilatazione termica lineare a esprime l’aumento di lunghezza delta l, che subisce il materiale di lunghezza iniziale (Li o Lo) per effetto di una variazione di temperatura Δt.

Lf= Li  a  (Tf – Ti)

con:

a = coefficiente dilatazione lineare

INDICE

 

4) Temperatura di fusione

E’ la temperatura la quale un materiale comincia a passare dallo stato solido a quello liquido.

Se riscaldiamo un pezzo di ferro fino a portarlo alla temperatura di 1535°C il ferro fonde passando dallo stato solido a quello liquido.

Il piombo fonde invece ad una temperatura di 327°C vale a dire ad una temperatura inferiore a quella del ferro.

La temperatura di fusione di un materiale si chiama anche punto di fusione.

INDICE

 

5) Calore latente di fusione

Quando un materiale ha raggiunto la temperatura di fusione, è necessario continuare a fornire calore affinché la fusione avvenga completamente. Questo calore che si deve continuare a fornire è detto calore latente di fusione.

Le leghe invece iniziano la fusione ad una temperatura T1 e la completano ad una temperatura diversa T2.

INDICE

 

6) Conduttività termica

Ogni materiale ha una diversa capacità di condurre il calore.

Sono buoni conduttori di calore: rame, alluminio, argento, oro.

Sono cattivi conduttori di calore: amianto, lana di vetro, polistirolo, porcellana (chiamati isolanti termici).

INDICE

 

7) Conduttività elettrica

Due o più fili di metalli differenti hanno una conduttività elettrica differente perché introducendo la stessa tensione di corrente, ogni metallo viene attraversato da diversa intensità.

Sono buoni conduttori di elettricità: rame, argento, alluminio… e metalli in genere.

Sono cattivi conduttori di elettricità: carbone, porcellana, vetro e non metalli in genere e sono detti isolanti.

Bisogna calcolare la resistenza che si ha al passaggio della corrente elettrica in un conduttore lungo generalmente 1 metro e di area di 1 metro quadrato.

R = r L / S

Con:

R = resistenza elettrica 

r = resistività elettrica 

L = lunghezza conduttore 

S = sezione conduttore

 

R = V / I

Con:

V = differenza di potenziale tra 2 punti estremi

I = intensità di corrente elettrica continua

INDICE

 


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Bibliografia

 

Bib-TS-010 - M. Cavallini, F. Iacoviello - Materiali Metallici - Francesco Ciolfi Editore, via E. De Nicola, Cassino

Bib-TS-011 - W. Nicodemi - Metallurgia - Masson, Milano

Bib-TS-012 - A. Cigada - Struttura e proprietà dei materiali metallici - Città Studi, Milano

Bib-TS-013 - Lucidi del corso di "Metallurgia" sono disponibili in formato pdf all’indirizzo: http://www.metallurgia.unicas.it

Bib-TS-092 - L. Mugnani - Manuale pratico di fonderia - Milano, 1928

 

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