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Bruna Fonseca Deisy de Assis Franciele Torres Hugo Ferraz Tércia Oliveira RELATÓRIO DE INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DOS MATERIAIS Vitória da Conquista – BA 09 de Dezembro de 2013 2 Vitória da Conquista – BA 09 de Dezembro de 2013 Relatório apresentado à professora Ada Bertoti, como requisito parcial da disciplina Introdução às Ciências matérias, do corrente ano, referente à confecção de um vidro falso. 3 SUMÁRIO 1. Introdução ...........................................................................................................04 2. Reagentes e Materiais .........................................................................................05 3. Procedimento Experimental ................................................................................07 4. Considerações Finais ...........................................................................................08 4 1. INTRODUÇÃO Vidros são sólidos que se originaram de líquidos resfriados até a solidificação sem ordem atômica de longa distância (sólidos não-cristalinos). Por isso, os átomos no estado vítreo possuem arranjo similar aos átomos no estado líquido. Esse arranjo será muito próximo daquele que o líquido tinha imediatamente antes de atingir a faixa de temperaturas da transição vítrea (Tg). Os metais, por exemplo, se cristalizam facilmente quando submetidos a pequenos resfriamentos abaixo da temperatura de fusão. Os metais têm temperatura de fusão/solidificação bastante definidas, mas os líquidos formadores de vidro não possuem este ponto de fusão ou solidificação definido. Em muitos casos, líquidos formadores de vidros possuem alta viscosidade nas proximidades da temperatura de fusão e não se solidificam logo abaixo desta temperatura. Por exemplo, o vidro de janela fundido a 1550°C é um líquido ~ 10.000 vezes mais viscoso do que a água a 20°C. Como não se solidificou, o líquido "super- resfriado" reduzirá seu volume ao longo da linha, sendo o decréscimo de volume resultante da menor amplitude de vibração atômica e de relaxações estruturais mais restritas. À queda contínua da temperatura corresponde um aumento crescente da viscosidade. A 1.100 C, por exemplo, o vidro de janela é ~ 1.000.000 de vezes mais viscoso do que a água a 20 C. O movimento de translação das moléculas é cada vez mais difícil até que, na faixa da transição vítrea, ocorra uma mudança brusca no material e sejam bloqueados os movimentos de translação e rotação das moléculas. Este material rígido, cujas unidades estruturais não são mais capazes de se reorganizar como no líquido, é conhecido como vidro. A temperatura onde ocorre o fenômeno descrito acima é chamada de temperatura de transição vítrea (Tg, “glass transition”) e não corresponde a um ponto definido, mas a uma faixa de valores de temperatura e depende da taxa de resfriamento utilizada. Se o resfriamento é muito lento, por exemplo, as reacomodações estruturais beneficiam-se do tempo mais longo e Tg estará mais próxima do canto esquerdo da faixa de transformação. As estruturas dos sólidos não- cristalinos não são completamente aleatórias porque, na maioria deles, os átomos formam subunidades ordenadas. Isto é, existe ordem em curtas distâncias atômicas entre os primeiros vizinhos atômicos, mas não existe ordem de longa distância. Os rebuçados são vidros de açúcar. Como o açúcar de mesa (sacarose) não forma vidros, para fazer rebuçados é necessário adicionar outros açúcares - xaropes de glucose. Estes não só permitem obter o doce vidro, como originam a uma massa que, quando morna é moldável, permitindo efeitos muito bonitos. 5 2. REAGENTES E MATERIAIS Reagentes: 1/2 xícara de água; 1 xícara de açúcar; 4 colheres de xarope de glucose; 6 Óleo; Materiais: Uma panela; Uma forma; 7 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Ferve-se a água em uma panela; Durante a fervura adiciona-se o açúcar; Após a dissolução do açúcar adicionam-se as 4 colheres de xarope de glucose; Ferve-se por cerca de 8 minutos até que quase toda a água seja evaporada; Unta-se a forma com óleo; Adiciona-se o material recém fervido na forma previamente untada; Deixa-se esfriar ao ar livre; Deixa-se no congelador a forma com os materiais durante cerca de uma hora. Retira-se a forma do congelador, removendo cuidadosamente o vidro da forma. 8 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Propriedades Vidro Comum Vidro Falso Reciclabilidade Alta Alta Transparência Alta Moderada Dureza Alta Baixa Não absorvência Alta Baixa Condutividade térmica Baixa Alta Durabilidade Alta Baixa Analisando essas propriedades, vemos que esse vidro não pode ter as mesmas utilidades do vidro comum. Uma vez que, características importantes para a grande utilização do vidro comum não são mantidas no vidro falso. Sabe-se que uma das principais características que faz com que este material tenha grande utilização e a transparência, que é confirmada pela elevada transmitância na gama do visível do vidro comum. A construção civil utiliza desta propriedade do material como uma opção para melhorar a iluminação de ambientes escuros gerando economia no consumo de energia elétrica. Potes também são feitos de vidro, entre outros motivos, para aproveitar essa propriedade, facilitando a identificação do que está nele depositado. Já o vidro falso não apresenta grande Transparência, diminuindo sua utilidade nestes sentidos. Outra diferença importantíssima é a questão da Dureza, que no caso do vidro falso é baixa, vemos que juntamente com a transparência a dureza é uma das principais características de um vidro que é um material naturalmente duro, comparável com o aço, a sua dureza é a base do envidraçado. A Durabilidade do vidro falso talvez seja o principal limitante para sua utilização, uma vez que é muito baixa. O comum é um material bastante durável. Assim sendo, qualquer material que não apresenta boa durabilidade terá sua utilização menos procurada. Foram ainda verificadas diferenças entre os dois tipos de vidro em propriedades como a condutividade térmica e na não absorvência, sendo que qualquer diferença acarreta diferentes tipos de utilização destes materiais.
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