Saludos de vuelta con ustedes este navegante @newton666, también en especial: #stem-espanol, #steemstem, #utopian-io, #curie y #cervantes, en esta ocasión les traigo algo substancial como la simplicidad del vidrio, también es una fuente de información en el universo de la ciencia.

Introducción

En esta oportunidad tenemos el vidrio como una fuente de información de la ciencia, no solo tenemos en nuestros hogares objeto de este material de uso cotidiano como un vaso de vidrio, sino que para la elaboración de esta materia ocurren unos fenómenos físicos, la ley de Charles, dilatación térmica, elasticidad. Ya que la mayoría de los compuestos son sólidos inorgánicos, bien sea artificial o natural, para conseguir manifestar la materia del vidrio se da gracia a un proceso mecánico dependiendo del proceso en el caso de trato de líquidos o gas, gracias a eso el vidrio puede ser reutilizado nuevamente, en la manera que se separan los materiales que lo componen, Tenemos tipo de vidrios como: sodio y calcio entre 71-75% de Sio2, 12-16% sosa, 10-1% CaO, plomo y cristal 54-65%SiO2, 2530% PbO, 13-15% Na2O o K2O, de borosilicato 70-80% SiO2, 7-15% B2O3, 4-8% Na2O o K2O, 1-7% Al2O3; el más común de todos es de la composición de vidrio es de sodio y calcio, el cual se utiliza para envases, vasos, vidrio de ventanas, vitrinas, ya que es muy inerte químicamente.

Nos damos cuenta como la materia de vidrio tiene un proceso para obtenerlo y sus componente, pero más en determinado disciplina como la ciencia de materiales es sus estudio multidisciplinario, ya que estudia los conocimientos fundamentales sobre las propiedades físicas macroscópicas de los materiales, en los cuales los aplica en varias áreas de la ciencia y la ingeniería, logrando que éstos puedan ser utilizados en obras, máquinas y herramientas diversas, también convertirlos en productos necesarios para nuestra vida cotidiana, dentro de ella Incluye elementos de la química y física, así como las ingenierías química, mecánica, eléctrica, medicina, biología y otras ciencias ambientales. Por otro lado esta ciencia en pionera en la tonificación y promueve los medios en la nanociencia y la nanotecnología, es muy interesante ciencia de esta categoría nos muestra otra filosofía de ver y entender nuestro universo en nuestra realidad en la que vivimos amigos lectores.

En si para la obtención del vidrio es a través de un proceso de fundición donde se combina una serie de materias primas tales como: carbonato de sodio (sosa), caliza, dolomita, dióxido de silicio (sílice), óxido de aluminio (alúmina) y agentes aditivos que hacen el papel estabilizante de la materia: sulfato sódico y cloruro de sodio, colocado en un horno de vidrio con temperaturas que superan 1500 grados Centígrados.

Para entender mejor estés proceso, es por medio del proceso de la dilatación térmica:

La dilatación térmica de los materiales pueden tener varios efectos significativo, por lo general, el coeficiente de dilatación es inversamente proporcional al punto de fusión del material, los elementos de aleación tiene efectos relativamente menor en la dilatación térmica de los materiales. Los ajustes por contracción utilizan la dilatación y concentración térmica.

Manufactura, ingeniería y tecnología - Página 95 Serope Kalpakjian, ‎Steven R. Schmid – 2002.

Lf = Lo[1+ Αl (Tf – To)]

α=coeficiente de dilatación lineal [°C-1]

L0 = Longitud inicial.

Lf = Longitud finalT0 =

Temperatura inicial.

Tf = Temperatura final.

Hay que tener claro lo siguiente, cuando un área logra que este se incremente en sus dimensiones en la misma proporción, haciendo posible que la dilatación de área se diferencia de la dilatación lineal, ya que implica un incremento de área, donde tenemos que en más claro que el coeficiente de dilatación de área es el incremento de área que experimenta un cuerpo de determinada sustancia, de área igual a la unidad, al elevarse su temperatura un grado centígrado. Es por ello hay que tener en cuenta en esta dilataciones térmica una selección adecuada de los materiales y sus ensambles de aditivos, ya que hacerlo de manera inadecuada puede este causar un esfuerzo térmicos y con ello a su vez un agrandamiento, desestabilizando los componentes es su estructura, gran parte de este fenómenos de la dilatación térmica ejerce aplicación de energía cinética promedio, gracia a que en un sólido como la composición en el caso del vidrio, las moléculas tienen una posición razonablemente fija dentro de él, donde cada átomo de la red cristalina vibra sometido a una fuerza asociada a un pozo de potencial, la amplitud del movimiento dentro de dicho pozo dependerá de la energía total de átomo o molécula.

ϒA≈2α

(ϒ) es coeficiente de dilatación de área se usa para los sólidos. Si se conoce el coeficiente de dilatación lineal de un sólido, su coeficiente de dilatación de área será dos veces mayor.

Af = Ao[1+YA(Tf - To)]

γ=coeficiente de dilatación de área [°C-1]

A0 = Área inicial.

Af = Área final.

T0 = Temperatura inicial.

Tf = Temperatura final.

Ya hemos visto y entendido el proceso de dilatación térmica tenemos, otro fenómeno que se hace presente en este proceso de la materia como es la elasticidad, donde la materia deformables describe cómo un sólido o fluido totalmente confinado este se mueve y deforma como respuesta a fuerzas exteriores aplicada en ella, ya que estas son termodinámicamente reversibles y haciendo posible un estado de tensiones, puede manifestarse también en la siguiente manera de sólido elástico se presenta cuando las tensiones y las deformaciones están relacionadas linealmente, lo que lo hace una elasticidad lineal. En cuanto a la dimensiones de tensión tenemos, que dentro de la acción de energía cinética que manifiestan los átomos de estos materiales en los sólidos en un punto se define, como el límite de la fuerza aplicada sobre una pequeña región sobre un plano π, ya que la contenga al punto dividida del área de la región, la tensión es la fuerza aplicada por unidad de superficie y depende del punto elegido, del estado tensional del sólido y de la orientación del plano escogido para calcular el límite. (Plano escogido nπ y la tensión tπ, T es el tensor tensión.)

tπ = T(nπ).

Ley de Charles. Aparato para demostrar la dependencia del volumen gaseoso con la temperatura a) gas frío,b) gas calienta.La presión se iguala en (b) al bajar el mercurio. Información consultada Quimica - Página 185 Andoni Garritz – 1998.

Continuando en este orden de ideas, en la ciencia que nos muestra el vidrio y uno de ellos es como para su elaboración es por medio de la aplicación de temperatura, este caso de calor se aplica la Ley de Charles, es una de las leyes de los gases, en la que relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En ella se plantea lo siguiente, donde una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura, el volumen del gas disminuye. Se evidencia que la temperatura está directamente vinculada con la energía cinética, por se manifiesta movimiento en las moléculas del gas y aparte el volumen de un gas puede servir para definir una escala de temperatura, el cual empieza en el cero como la temperatura absoluta, en su mayoría se utiliza la unidades de kelvin.

Información consultada Quimica - Página 185 Andoni Garritz – 1998.

Un dato muy importante es debemos tener conocimiento, que se debe diferenciar el vidrio del cristal de la siguiente manera, el vidrio se fábrica con materia inorgánica y los cristales pueden ser de origen natural y artificial, es por ello que comparto el siguiente aporte:

Minerales y rocas Para describir la morfología de los cristales es necesario medir los ángulos diedros, lo cual puede hacerse con un goniómetro óptico de alta precisión, que se utiliza un estrecho rayo de luz reflejado sobre las caras del cristal. Para recoger los dantos en forma de diagramas se utiliza varios métodos de proyección, de os cuales estereográficas.

Introducción a las ciencias de la tierra - Página 7 Ian Graham Gass, ‎Peter J. Smith, ‎R. C. L. Wilson – 1978.

Cristal de cuarzo y estereogramas, el estereograma se puede imaginar como un plano del globo visto desde el polo norte, haciendo coincidir el eje mayor del cristal con eje del globo. Las normales a las caras (m) están representadas en el ecuador; las otras caras proyectadas forman la terminación puntiaguda del cristal. Información consultada de la Introducción a las ciencias de la tierra - Página 7 Ian Graham Gass, ‎Peter J. Smith, ‎R. C. L. Wilson – 1978.

Muy interesante este aporte, comprendemos la referencia que tienes los cristales, ya que se caracteriza por la celda unidad de la red cristalina, la cual tiene la forma geométrica con los tres ángulos rectos, mientras que las tres aristas de dicha celda unidad tienen todas longitudes diferentes, en donde tres vectores hace que definen la celda, por medio de un modelo es lo matemático en planos ortogonales.

Como dato de curiosidad en el campo de la física, mis compañeros lectores materiales como el vidrio al frotarlo provoca un efecto en el de electricidad estática, ya que posee carga eléctrica neta, en algunos caso en reposo el vidrio tiene carga negativa, sirve de aislante, también como medio de propagación calorina.

Todas la imagen fueron elaborada y Autor: @newton666.

Bibliografia consultada

Introducción a las ciencias de la tierra - Página 7 Ian Graham Gass, ‎Peter J. Smith, ‎R. C. L. Wilson – 1978.

Quimica - Página 185 Andoni Garritz – 1998.

Manufactura, ingeniería y tecnología - Página 95 Serope Kalpakjian, ‎Steven R. Schmid – 2002.

Física: principios con aplicaciones - 2006.