Bloque III
Transformación de materiales y energía
MaterialesLa materia es un termino general para designar cualquier cosa que ocupa un lugar en el espacio y esta sujeto a la gravedad e inersia.
Energía
Es la capacidad de la materia para hacer un trabajo como resultado de su movimiento o su poscision relacionada con las fuerzas que actuan sobre ella.
Tipos de materiales
liquidos, gaseosos y solidos.
Todos los objetos están formados de diferentes materiales pueden ser naturales o procesados y modificados, el material es la sustancia que se utiliza para hacer objetos y según su estado se dividen en gaseosos, liquidos y solidos .
madera
piedras
NATURALES caucho
cuero
lana
MATERIALES
metales
papel
cartón
plástico
ARTIFICIALES vidrio
cerámica
pegamentos
esponja
hule
Madera
La madera es un material ortotrópico encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año y que están compuestos por fibras de celulosa unidas conl ignina . Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.
Como la madera la producen y utilizan las plantas con fines estructurales, es un material muy resistente, y gracias a esta característica y a su abundancia natural, es utilizada ampliamente por los humanos ya desde tiempos muy remotos.
Una vez cortada y secada, la madera se utiliza para muchas y diferentes aplicaciones. Una de ellas es la fabricación de pulpo o pasta, materia prima para hacer papel. Artistas y carpinteros tallan y unen trozos de madera con herramientas especiales para fines prácticos o artísticos. La madera, es también un material de construcción muy importante desde los comienzos de las construcciones humanas y continúa siéndolo hoy.
En la actualidad y desde principios de la revolución industrial, muchos de los usos de la madera han sido cubiertos por metales o plasticos. Sin embargo, es un material apreciado por su belleza y porque puede reunir características que difícilmente se conjuntan en materiales artificiales.
La madera que se utiliza para alimentar el fuego se denomina leña y es una de las formas más simples de biomasa.
Metales
Metal se usa para denominar a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad, y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.
a ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un solape entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo. En ausencia de una estructura electrónica conocida, se usa el término para describir el comportamiento de aquellos materiales en los que, en ciertos rangos de presión y temperatura, la conductividad eléctrica disminuye al elevar la temperatura, en contraste con los semiconductores.
El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales por una línea diagonal entre el boro y el polonio. En comparación con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización, por lo que es más fácil que los metales cedan electrones y más difícil que los ganen.
En astrofísica se llama metal a todo elemento más pesado que el helio.
Papel y carton
El papel es una delgada hoja elaborada con pasta de fibras vegetales que son molidas, blanqueadas, desleídas en agua, secadas y endurecidas posteriormente; a la pulpa de celulosa, normalmente, se le añaden sustancias como el polipropileno o el polietileno con el fin de proporcionar diversas características. Las fibras están aglutinadas mediante enlaces por puente de hidrógeno. También se denomina papel, hoja o folio a su forma más común como lámina delgada.
El cartón es un material formado por varias capas de papel superpuestas, a base de fibra virgen o de papel reciclado. El cartón es más grueso, duro y resistente que el papel.
Algunos tipos de cartón son usados para fabricar embalajes y envases, básicamente cajas de diversos tipos. La capa superior puede recibir un acabado diferente, llamado «estuco» que le confiere mayor vistosidad.
Plastico
El término plástico en su significación más general, se aplica a las sustancias de similares estructuras que carecen de un punto fijo de evaporación y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido concreto, nombra ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales.
La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un escaso grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma, sentido que se conserva en el término plasticidad.
Cuero
Cuero es el pellejo que cubre la carne de los animales después de curtido y preparado para su conservación y uso domestico e industrial. La piel es el más importante subproducto de la industria frigorífica o de la carne. El curtido lo valoriza trasformándolo en cuero.
Los cueros tienen diferentes tipos según la procedencia de las pieles, y difieren en su estructura según sean las costumbres de vida del animal originario, la edad del animal, el sexo, la crianza y la estación del año en la que fue tratada. La primera categoría podría ser:
- Bovinos
- Caprinos
- Porcino
- Equinos
- Nutria
- Chinchilla
- Reptiles
- Peces Se emplea a veces la piel de los Tiburones.
- Cervidos tales como Ciervos, Gamos, Renos.
El hule (palabra náhuatl) es un polímero natural o sintético, en el primer caso hecho de la savia de plantas específicas, como por ejemplo la Castilla elastica.
Utilizando azufre se logra el enlazamiento de las cadenas elastómeros, este proceso es lo que se llama vulcanización y fue desarrollado por Charles Goodyear en 1839. Resultado es un producto elástico más estable y resistente contra químicos.
Se puede formar componentes de hule por medio de extrusión o moldeo por inyección similar al proceso de elaboración de plásticos termoélasticos. Se calientan los moldes, y bajo la alta presión, la fuerza de hervías y temperatura el azufre agregado (en una forma no reactiva) reacciona con los polímeros entrelazándolos, para que los elastómeros se conviertan a hule. Los enlaces de azufre son tan duraderos que no hay manera de revertir este proceso y por lo tanto todos los desechos de la producción de productos de hule no son reciclables para moldeo repetido. Los desechos de la producción de hule se venden a bajo precio para uso como relleno dentro de asfalto de carreteras.
Arena
La arena es un conjunto de partículas de rocas disgregadas. En geología se denomina arena al material compuesto de partículas cuyo tamaño varía entre 0,063 y 2 mm. Una partícula individual dentro de este rango es llamada grano de arena. Una roca consolidada y compuesta por estas partículas se denomina arenisca (Sin. psamita). Las partículas por debajo de los 0,063 mm y hasta 0,004 mm se denominan limo, y por arriba de la medida del grano de arena y hasta los 64 mm se denominan grava.
El componente más común de la arena, en tierra continental y en las costas no tropicales, es el sílice, generalmente en forma de cuarzo. Sin embargo, la composición varía de acuerdo a los recursos y condiciones locales de la roca. Gran parte de la fina arena hallada en los arrecifes de coral, por ejemplo, es caliza molida que ha pasado por la digestión del pez loro. En algunos lugares hay arena que contiene hierro, feldespato o, incluso, yeso.
Según el tipo de roca de la que procede, la arena puede variar mucho en apariencia. Por ejemplo, la arena volcánica es de color negro mientras que la arena de las playas con arrecifes de coral suele ser blanca.
La arena es transportada por el viento, también llamada arena eólica, (pudiendo provocar el fenómeno conocido como calima) y el agua, y depositada en forma de playas, dunas, médanos, etc. En el desierto, la arena es el tipo de suelo más abundante. La granulometría de la arena eólica está muy concentrada en torno a 0,2 mm de diámetro de sus partículas.
Los suelos arenosos son ideales para ciertas plantaciones, como la sandía y el maní, y son generalmente preferidos para la agricultura intensiva por sus excelentes características de drenaje.
Especialmente los niños utilizan la arena para realizar construcciones como castillos de arena o túneles.
La arena se utiliza para fabricar cristal por sus propiedades tales como extraordinaria dureza, perfección del cristal o alto punto de fusión, y, junto con la grava y el cemento, es uno de los componentes básicos del hormigón. el suelo de la playa es arenoso y mojado en la superficie es seco y caliente
Petróleo
El petróleo (del griego: πετρέλαιον, "aceite de roca")´ es una mezcla heterogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. También es conocido como petróleo crudo o simplemente crudo.
Es de origen fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente de zooplancton y algas que, depositados en grandes cantidades en fondos anóxicos de mares o zonas lacustres del pasado geológico, fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos. La transformación química (craqueo natural) debida al calor y a la presión durante la diagénesis produce, en sucesivas etapas, desde betún a hidrocarburos cada vez más ligeros (líquidos y gaseosos). Estos productos ascienden hacia la superficie, por su menor densidad, gracias a la porosidad de las rocas sedimentarias. Cuando se dan las circunstancias geológicas que impiden dicho ascenso (trampas petrolíferas como rocas impermeables, estructuras anticlinales, márgenes de diapiros salinos, etc.) se forman entonces los yacimientos petrolíferos.
En condiciones normales es un líquido bituminoso que puede presentar gran variación en diversos parámetros como color y viscosidad (desde amarillentos y poco viscosos como la gasolina hasta líquidos negros tan viscosos que apenas fluyen), densidad (entre 0,75 g/ml y 0,95 g/ml), capacidad calorífica, etc. Estas variaciones se deben a la diversidad de concentraciones de los hidrocarburos que componen la mezcla.
Es un recurso natural no renovable y actualmente también es la principal fuente de energía en los paises desarrollados. El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.
Los gaseosos tienen partículas que están totalmente separadas unas de otras, las fuerzas de atracción son muy débiles e insuficientes para sostener los gases en una forma y un volumen definitivos. Los gases se expanden libremente en los recipientes la mayoría son transparentes o tiene un color especifico, algunos tienen un olor fuerte y otros se disuelven en el agua. El nitrogeno, el oxigeno e hidrogeno no tienen olor.
EJEMPLOS: oxigeno, helio, dioxido de carbono y nitrogeno.
Los materiales liquidos están compuestos de particulas que tienen una atraccion mayor entre si, los liquidos tienen volumen pero no tienen forma.
EJEMPLOS: alcohol, refresco, petroleo y gasolina.
Los solidos estan compuestos de particulas que tienen una atraccion muy fuerte entre si y estan rigidamente conectadas entre si lo que les da una forma y volumen.
EJEMPLOS: hielo, textiles, plastico, carbones, vidrio
