Clasificación y propiedades de los materiales
Valentina toma mate con un termo de acero, una bombilla metálica y un mate de calabaza o de plástico. Cada objeto de la cocina está hecho de un material distinto, y no por casualidad. ¿Por qué el termo es de metal, la taza de cerámica y la bolsa de plástico? En esta página aprendés a clasificar los materiales y a usar sus propiedades para elegir el adecuado.
Familias de materiales
Los materiales se agrupan en tres grandes familias según de qué están hechos y cómo se unen sus partículas:
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Metales y aleaciones: brillantes, buenos conductores del calor y la electricidad. Ejemplos: cobre, hierro, aluminio.
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Cerámicos: sólidos duros, que resisten el calor. Ejemplos: porcelana, ladrillo, vidrio.
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Polímeros: formados por moléculas muy largas. Ejemplos: polietileno, PET, nailon.
Algunas aleaciones muy comunes:
| Aleación | Formada por | Uso |
|---|---|---|
| Bronce | cobre y estaño | monumentos, campanas, estatuas |
| Latón | cobre y zinc | grifería, instrumentos musicales |
| Acero | hierro y carbono | construcción, cubiertos, herramientas |
| Acero inoxidable | hierro, carbono y cromo | cubiertos, tanques |
Clasificá cada material en metal, aleación, cerámico o polímero: cobre, bronce, porcelana, polietileno, acero, vidrio.
Clasificá cada material en metal, aleación, cerámico o polímero: cobre, bronce, porcelana, polietileno, acero, vidrio.
Definí con tus palabras qué es una aleación y dá un ejemplo, indicando qué elementos o metales la forman.
Definí con tus palabras qué es una aleación y dá un ejemplo, indicando qué elementos o metales la forman.
Propiedades físicas
Las propiedades físicas se miden o se observan sin cambiar la composición del material:
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Punto de fusión y de ebullición: temperatura a la que pasa a líquido o a gas.
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Densidad: masa por unidad de volumen.
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Color, brillo, transparencia y opacidad: cómo interactúa con la luz. El vidrio es transparente; el cobre es opaco y brillante.
Por ejemplo, el hierro funde a unos 1.538 °C y el polietileno se ablanda a poco más de 100 °C. Por eso una olla es de metal y una bolsa de plástico se deforma cerca del fuego.
Indicá si cada propiedad es física, mecánica o química: dureza, ductilidad, corrosión, inflamabilidad, maleabilidad, punto de fusión.
Indicá si cada propiedad es física, mecánica o química: dureza, ductilidad, corrosión, inflamabilidad, maleabilidad, punto de fusión.
Propiedades mecánicas
Describen cómo responde el material cuando se le aplican fuerzas.
| Propiedad | Qué significa | Ejemplo |
|---|---|---|
| Dureza | resistencia a ser rayado | el vidrio raya al plástico |
| Fragilidad | se rompe sin deformarse antes | el vidrio, la cerámica |
| Ductilidad | se estira en hilos | el cobre en cables |
| Maleabilidad | se aplana en láminas | el aluminio en papel de aluminio |
| Resistencia a la tracción | soporta que lo estiren sin romperse | el acero de un cable |
| Conductividad térmica y eléctrica | deja pasar el calor o la corriente | cobre y aluminio |
Joaquín quiere fabricar cables eléctricos y una lámina fina para cubrir un techo. Explicá qué propiedad mecánica debe tener el metal para hacer los cables (hilos) y cuál…
Joaquín quiere fabricar cables eléctricos y una lámina fina para cubrir un techo. Explicá qué propiedad mecánica debe tener el metal para hacer los cables (hilos) y cuál para hacer la lámina, e indicá un metal adecuado para cada uso.
Florencia compara tres objetos de la cocina: una taza de cerámica, una cuchara de acero inoxidable y una bolsa de polietileno. Armá una tabla con tres filas y dos…
Florencia compara tres objetos de la cocina: una taza de cerámica, una cuchara de acero inoxidable y una bolsa de polietileno. Armá una tabla con tres filas y dos columnas: el tipo de material de cada objeto y una propiedad que justifique su uso.
Propiedades químicas: corrosión y oxidación
Las propiedades químicas describen cómo reacciona un material con otras sustancias, es decir, si cambia su composición:
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Reactividad: facilidad con la que reacciona.
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Inflamabilidad: capacidad de arder. La madera y muchos plásticos arden; el vidrio no.
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Estabilidad química: que no cambie con el tiempo o con el ambiente.
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Corrosión: deterioro de un metal por reacción con su ambiente.
El hierro expuesto al oxígeno del aire y a la humedad se oxida y forma óxido de hierro, la capa marrón rojiza que llamamos herrumbre. La sal del aire marino acelera el proceso, por eso las rejas cerca de la costa, como en la Ciudad Vieja, se deterioran más rápido.
Formas de proteger un metal: pintarlo (aísla del aire y la humedad), galvanizarlo (cubrirlo con zinc), aliarlo (acero inoxidable con cromo) o engrasarlo.
Una reja de hierro de una casa de la Ciudad Vieja, expuesta a la humedad y a la brisa del mar, se cubre de una capa marrón rojiza. Nombrá el proceso que ocurre, indicá…
Una reja de hierro de una casa de la Ciudad Vieja, expuesta a la humedad y a la brisa del mar, se cubre de una capa marrón rojiza. Nombrá el proceso que ocurre, indicá qué sustancias del ambiente participan y proponé dos formas de proteger el hierro.
Aleaciones: por qué mejoran al metal
Un metal puro tiene sus átomos ordenados en capas que pueden deslizarse unas sobre otras. Por eso el cobre puro es blando y muy dúctil. En una aleación, los átomos del otro elemento tienen otro tamaño y se meten entre los del metal base: las capas ya no se deslizan con facilidad y el material resulta más duro.
El bronce es una aleación de cobre y estaño, más dura que el cobre puro. Compará el cobre puro y el bronce en cuanto a dureza, ductilidad y resistencia a la corrosión, y…
El bronce es una aleación de cobre y estaño, más dura que el cobre puro. Compará el cobre puro y el bronce en cuanto a dureza, ductilidad y resistencia a la corrosión, y proponé una explicación a nivel de la estructura de los átomos para la mayor dureza de la aleación. Mencioná además un uso en el que convenga el cobre puro y otro en el que convenga el bronce.
Elegir un material y su ciclo de vida
Elegir un material es comparar propiedades con lo que pide el uso. Un material no es «bueno» o «malo» en general: sirve o no para una tarea concreta.
Ciclo de vida
Todo material pasa por etapas: se extrae la materia prima, se fabrica, se usa y llega al fin de vida, donde se descarta, se recicla o se reutiliza. Los metales y el vidrio se reciclan muchas veces; muchos plásticos se degradan muy lentamente y generan residuos. Al decidir qué material usar conviene mirar todo ese recorrido, no solo la etapa de uso.
Una empresa de Canelones debe elegir el material de un recipiente para guardar un líquido caliente y ácido. Las opciones son: aluminio, vidrio y polietileno de baja…
Una empresa de Canelones debe elegir el material de un recipiente para guardar un líquido caliente y ácido. Las opciones son: aluminio, vidrio y polietileno de baja densidad. Argumentá cuál elegirías considerando resistencia química, resistencia a la temperatura y fragilidad, y explicá por qué descartás las otras dos opciones.
Volvé al principio: el termo es de acero (aleación, resistente y buen aislante con doble pared), la taza es cerámica (dura, resiste el calor) y la bolsa es de polietileno (polímero, liviano y flexible). Cada material cumple lo que pide su uso.
Resumen
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Las familias son: metales y aleaciones, cerámicos y polímeros.
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Una aleación es una mezcla homogénea de un metal con otros elementos; suele ser más dura que el metal puro.
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Propiedades físicas: punto de fusión, densidad, color, brillo, transparencia.
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Propiedades mecánicas: dureza, fragilidad, ductilidad, maleabilidad, resistencia a la tracción, conductividad.
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Propiedades químicas: reactividad, corrosión, inflamabilidad, estabilidad. El hierro se oxida con oxígeno y humedad.
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Se elige un material comparando sus propiedades con el uso y teniendo en cuenta su ciclo de vida.