D5 Análise Térmica (DSC/Dilatometria)

Tópico

A calorimetria diferencial de varredura (DSC), o primeiro dos dois métodos experimentais descritos por este modelo, aquece ou resfria uma amostra deste metal a uma taxa controlada, enquanto mede continuamente o fluxo de calor trocado entre a amostra e uma referência inerte. Quando o metal sofre uma transformação de fase, essa transformação absorve ou libera calor adicional, e esse calor adicional aparece no registro do teste como um pico de fluxo de calor. O fato de o metal sofrer uma transformação de fase durante o teste faz com que o fluxo de calor registrado se desvie, naquele instante, da linha de base seguida pelo restante do registro, formando assim esse pico.

É a integral desse mesmo pico de fluxo de calor ao longo de todo o intervalo de tempo ou temperatura que ele abrange, durante todo esse período, que fornece a entalpia dessa transformação de fase: a quantidade total de calor absorvida ou liberada por essa transformação, independentemente da quantidade de calor trocada, durante o mesmo intervalo, pela amostra que não está sofrendo a transformação. O fato de essa transformação de fase envolver mais átomos desse metal, para a mesma amostra, significa que a integral do pico de fluxo de calor e a entalpia de transformação resultante também são maiores.

A dilatometria, o segundo método experimental descrito por este modelo, registra como as dimensões de uma amostra desse metal mudam com a variação de temperatura e, a partir dessa mesma curva de expansão ou contração, calcula o coeficiente instantâneo de expansão térmica desse metal em cada temperatura: a inclinação local dessa curva, em vez de um único coeficiente médio em toda a faixa de temperatura. O fato de essa amostra se expandir mais, para o mesmo aumento de temperatura, significa que o coeficiente instantâneo de expansão térmica calculado nesse ponto é maior.

Portanto, este modelo, com a calorimetria diferencial de varredura e a dilatometria com as quais foi desenvolvido, reutiliza o mesmo par de técnicas já empregadas, para fins semelhantes, por outro modelo de um conjunto diferente de materiais, aquele que caracteriza termicamente uma cerâmica. Reutiliza-se também, em particular, a mesma dilatometria já empregada por outro modelo para um conjunto ainda diferente de materiais, aquele que determina, pela intersecção das inclinações nessa mesma curva de expansão, a temperatura de transição vítrea de um vidro. O fato de tanto a entalpia de transformação medida por essa calorimetria diferencial de varredura quanto o coeficiente instantâneo de expansão térmica medido por essa dilatometria dependerem, em ambos os casos, de uma curva medida em função da temperatura significa que ambas as técnicas compartilham, além do material ao qual são aplicadas, a mesma lógica experimental subjacente.

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