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Propriedades gerais da matéria

 

Objetivos: Entender, distinguir e especificar a utilização de materiais em função de suas propriedades.

 

Propriedades analisadas:

 

v     Químicas: radiação, corrosão e oxidação;

v     Elétricas: resistividade elétrica;

v     Mecânicas: tensão mecânica, elasticidade, dureza, resistência á tração, maleabilidade, e outros;

v     Térmicas: dilatação térmica, resistência térmica, tratamento térmico;

Ligações Químicas:

Níveis de energia ou camadas atômicas.

 

       ?     ?     ?    ?       ?     ?     ?

K   L    M    N   O    P    Q 

 2   8    18   32  32   18    2   

 

Subníveis de energia

 

s     p      d       f

2     4     10     14  elétrons

 

Orbitais

 

s = 1 orbital

p = 3 orbitais

d = 5 orbitais

f = 7 orbitais

 

Pauli: Cada orbital aceita no máximo dois elétrons, sendo que estes deverão ter spin contrários.

Regra de Hund: os orbitais são preenchidos colocando  ? de mesmo spin.

 

Tipos de ligações:

Ligação covalente: Quando a diferença de eletronegatividade entre dois átomos não é grande, ocorrerá a ligação covalente. Ocorre entre átomos não-metais com 4 a 7 elétrons na camada de valência

Ex: Silício

Ligação metálica : E uma ligação entre metais  ocorre através da atração de elétrons e cátions.

 

Estruturas cristalinas  (cristais)

Para se formar um material sólido as estruturas resultantes da ligações metálicas, iônicas e as moléculas  das ligações covalentes se associam para formar cristai.

 

O arranjo resultante possui a menor energia possível, resultando em configuração estável e simétrica nas 3 dimensões. Os materiais que não possuem este tipo de simetria são chamados  amorfos

 

Propriedades elétricas

 

  • Resistência elétrica

                                  

                                 R= p.l/ A

p:resistividade

l:comprimento do material

A:seção transversal do material

  • Classificação dos materiais quanto `a resistividade :

ü      Condutores:        p= 0.0000001 a 0.00001       ex: cobre, prata;

ü      Semicondutores:p= 0.0001 a 0.0000000001    ex: silício

ü      Isolantes :           p= 0.000000001 tendendo para zero .

 

 

Processo  de condução elétrica nos liquidos:

Líquidos quando puros são péssimos condutores. Para torná-los condutores acrescenta-se um ácido, sal ou uma base .A condução elétrica é feita por íons positivos e negativos.

Processo de condução nos gases:

 À  pressão ATM os gases são isolantes .Na presença de um forte campo elétrico ocorrerá  a ionização  do gás e o surgimento da corrente elétrica .

 

 

Materiais condutores

 

  • Metais :

Tem estrutura cristalina simétrica

Ligação iônica

Possuem elevada condutividade

  • Ligas metálicas :

E constituído de metal + outras substancias. O componente que aparecer em maior massa determinará  as propriedades da liga.

  • Diferença entre fio e cabo:

O fio é um produto de seção transversal maciça, revestido ou não .Já o cabo é um conjunto formado por um grupo de fios.

  • Efeito pelicular: Caracteriza a diminuição da área útil da seção trannsversal do condutor à medida que a freqüência da corrente aumenta.
  • Alguns metais:

Cobre: Baixa resistividade , baixa oxidação e grande facilidade para soldar , laminar               e emendar.A industria fornece 3 tipos de cobre 

Cobre recozido : Alta maleabilidade, baixa resistência mecânica e baixa resistividade.

Cobre semiduro: tipo intermediário entre o cobre mole e o cobre duro.

Cobre encurado : baixa maleabilidade , maior resistência à tração e maior resistividade elétrica

Aplicações do cobre :

ü      Mole: enrolamento de  motores, transformadores , fios, cabos, barramentos .

ü      Duro:redes aéreas , fios telefônicos, anéis coletores de motores.

Ligas de cobre

Bronze(cobre + estanho)

Tem boa condutividade e elevada resistência  à fadiga e á corrosão.

Latão (cobre + zinco)

Condutividade media , grande resistência à tração  e baixa resistência á corrosão

 

     Alumínio :Tem baixo peso , boa condutividade elétrica, baixa resistência mecânica e alta oxidação .

 Aplicações do alumínio

  Em dissipadores de calor , terminais de componentes, placas de capacitores e instalações elétricas em geral

 

Ferro: Tem resistividade 6 vezes maior que a do cobre , alta resistência mecânica , bom condutor de calor e possui propriedades magnéticas

Aplicações do ferro:Para criar circuitos magnéticos,núcleos de transformadores ,carcaças de motores e ferragens e equipamentos

 

Fusíveis: dispositivos utilizado na proteção de circuitos contra sobrecorrente ou curto circuito.E um elemento de proteção para equipamentos elétrico previsto em normas brasileiras.

 

Supercondutores

 É o nome que se dá a materiais que conduzem corrente elétrica sem perdas isto,é com resistência elétrica nula.




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