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2. Materiales 2.3 Propiedades Termodinámicas Comprender la forma reaccionan los distintos materiales que se emplean en la practica profesional. Objetivos:

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1 2. Materiales 2.3 Propiedades Termodinámicas Comprender la forma reaccionan los distintos materiales que se emplean en la practica profesional. Objetivos: – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión Dr. Willy H. Gerber Instituto de Fisica Universidad Austral Valdivia, Chile

2 Administración de Energía 2 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión Captura de calor del medio Entrega de calor al medio Calefacción del diente

3 Temperatura Gas LiquidoSolido Una medida es la temperatura… Temperatura -> Energía interna -> Movilidad de los átomos 3 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

4 Calor especifico c agua = 1 kcal/kgK = J/kgK Termómetro Calor/Energía Agua 1 kg Agua 1 Grado 1 kcal = J 4 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

5 Capacidad o contenido calórico Q = kg 0.07 kcal/kg K K = 6.30x10 -4 kcal Persona de 30 g con 36.7 ° C con Capacidad de Calor Especifico de 0.07 kcal/kgK: 5 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión Material Agua Dentina Inometro de vidrio Fosfato de Zinc Composite Esmalte Amalgama Oro puro Calor esp. [kcal/kgK] Densidad [g/cm3] Calor /Energía interna [J o cal] Masa [kg] Calor Especifico [J/kgK, kcal/kg K] Grados Kelvin [= ° C] (a volumen constante)

6 Conducción de calor Calor transportado [J o cal] Conductividad térmica [J/msK o kcal/m hrs K = J/msK] Sección del conductor [m2] Tiempo transcurrido [s o hrs] Largo del conductor [m] Diferencia de temperatura [°K o °C] Δ Q = 0.5 kcal/m hrs K m 2 1 hr 3 K/1.6x10 -2 m = 9.38x10 -5 kcal -> Conducción por una diente de largo 16 mm, sección m2, con una diferencia de 3 grados, durante una hora y conductividad de 0.5 kcal/m hrs K: no es un mecanismo eficiente 6 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

7 Conducción de calor – difusividad termica 7 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión Material Agua Dentina Ionometro de vidrio Fosfato de Zinc Composite Esmalte Amalgama Oro puro W/mK cm2/s

8 Transmisión de calor Calor transportado [J o cal] Coeficiente de transmisión [J/s m 2 K o kcal/hrs m 2 K] Sección del conductor [m 2 ] Tiempo transcurrido [s o hrs] Diferencia de temperatura [ °K o ° C] 8 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

9 DiametroNumeroSeccionLargo Elementomm total cm2cmRe Aorta E+05 Grandes Arterias E+03 Ramas arteriales principales E+02 Ramas arteriales secundarias E+01 Ramas arteriales terciarias E-01 Ramas arteriales terminales E-02 Ramas arteriales finales E-03 Arteriolas E-03 Capilares E-05 Venolas E-03 Ramas venosas finales E-02 Ramas venosas terminales E-01 Ramas venosas terciarias E+00 Ramas venosas secundarias E+02 Ramas venosas principales E+03 Grandes Venas E+04 Vena hueca E+05 Cuidado: nombres traducidos del alemán, posibles errores Re >> flujo turbulento Re transición Re << 2300 flujo laminar Arterias y venas Midizinische Hochschule Hannover, Christoph Hartung m 2 9 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

10 Transmisión Transmisión a y desde vasos sanguíneos con una superficie total de m2, coeficiente de transmisión de 300 kcal/m hrs K y 3 grados de diferencia de temperatura: Transporte de calor ante todo por flujo sanguíneo más eficiente que conducción Δ Q = 300 kcal/m hrs K m 2 1 hr 3 K = 9.0x10 -3 kcal 10 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

11 Transmisión Transmisión de un cuerpo de superficie m 2, con una temperatura corporal de 36.7 ° C grados y una temperatura ambiental de 20 ° C. Suponiendo un coeficiente de transmisión de 300 kcal/m hrs K se obtiene por hora: Transmisión de calor ante todo por transmisión del diente a aire/saliva Δ Q = 300 kcal/m hrs K 1x10 -5 m 2 1 hr 16.7 K = 5.01 x10 -2 kcal 11 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

12 Transmisión de calor Calor transportado [J o cal] Coeficiente de transmisión compuesto [J/s m 2 K o kcal/hrs m 2 K] Sección del conductor [m 2 ] Tiempo transcurrido [s o hrs] Diferencia de temperatura [ ° K o ° C] 12 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

13 Transmisión Radiación de un cuerpo de superficie m 2, con una temperatura corporal de 36.7 ° C grados y una temperatura ambiental de 20 ° C. Suponiendo que nos envuelve una capa de 16 mm de esmalte con conductividad térmica de 0.12 kcal/m hrs K y los coeficientes de transmisión son 300 kcal/m hrs K: Perdida de calor muy reducido por capa aislante Δ Q = kcal/m hrs K m 2 1 hr 16.7 K = 3.46x kcal 13 1/k = 2/ /0.12 = m hrs K/kcal k = kcal/m hrs K – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

14 Radiación Calor irradiado [J o cal] Tiempo transcurrido [s o hrs] Constante de Stefan Boltzmann [4.87x10 -8 kcal/hrs m 2 K 4 = 5.67x10 -8 J/s m 2 K 4 ] Grado de emisión Sección del emisor [m 2 ] Temperatura del cuerpo 1 [ °K ] Temperatura del cuerpo 2 [ °K ] 14 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

15 Radiación Radiación de un cuerpo de superficie m 2, con una temperatura corporal de 36.7 ° C grados y una temperatura ambiental de 20 ° C. Suponiendo el grado de emisión del agua (0.67) se obtiene por hora: Factor de importancia pero no trascendental ΔQ Δt = 4.87x10 -8 kcal/hrs m 2 K m 2 ( – ) = kcal 15 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

16 Evaporación Calor irradiado [J o cal] Masa evaporada [kg] Energía de evaporación [kcal/kg o J/kg] Para 1 kg de sudor con una energía de evaporación de kcal/kg. 16 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09

17 Coeficiente de expansión térmica 17 – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión Dilatación [m] Coeficiente de expansión térmica [1/ ° C] Largo del cuerpo [m] Cambio de temperatura [ ° C] Material Porcelana aluminosa Dentina Titanio puro Ionomero de vidrio Esmalte Dental Aleacion de oro platinado Oro puro Aleacion de plata-platinado Amalgama Composite Resina para protesis Sellador de fosas y fisuras Cera para incrustaciones ppm/K

18 Contacto Dr. Willy H. Gerber Instituto de Fisica Universidad Austral de Chile Campus Isla Teja Casilla 567, Valdivia, Chile – UACH-Fisica en la Odontologia–2-2-Propiedades-Termodinamicas-Versión 04.09


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