Ciência dos Materiais

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1As propriedades dos metais dependem das características dos seus átomos, e do arranjo 
espacial desses átomos no material sólido. Essas duas variáveis ajudam a prever 
algumas características desses materiais. Sobre os metais e seu arranjo atômico, analise 
as afirmativas a seguir: 
 
I- Os metais são bons condutores em virtude do seu arranjo cristalino, pois átomos estão 
mais próximos entre si, o que permite a condução de elétrons das camadas mais internas 
do átomo. 
II- Os metais são maleáveis (deformáveis plasticamente), pois existem lacunas atômicas 
que apresentam baixa rigidez na temperatura ambiente. As lacunas geram uma menor 
força de ligação da estrutura, permitindo a deformação da estrutura. 
III- Os átomos dos metais geralmente são arranjados em estruturas do tipo cúbica. Essas 
estruturas são caracterizadas por uma maior simetria e maior número de sistemas de 
escorregamento do que estruturas típicas dos materiais cerâmicos. 
IV- Conhecendo a estrutura cristalina de um determinado metal e suas características 
químicas, é possível determinar algumas propriedades de forma aproximada, como a 
densidade do material sólido. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As afirmativas III e IV estão corretas. 
B 
As afirmativas I e IV estão corretas. 
C 
As afirmativas I e II estão corretas. 
D 
As afirmativas II e III estão corretas. 
2Ao pensarmos em materiais de engenharia, lembramos mais frequentemente dos 
metais e dos polímeros, embora os materiais cerâmicos também apresentem aplicações 
importantes em função de suas características físico-químicas. Sobre essa classe de 
materiais, assinale a alternativa CORRETA: 
A 
Os materiais cerâmicos não apresentam elétrons livres, o que culmina em excelentes 
propriedades elétricas, tornando esses tipos de materiais excelentes condutores elétricos. 
B 
A ruptura frágil das cerâmicas oxidas é explicada em parte pelas suas estruturas 
cristalinas com características assimétricas, aliada ao tipo de ligação química 
predominantemente iônica e covalente. 
C 
Uma das vantagens das cerâmicas frente às demais classes de materiais é a sua baixa 
sensibilidade a defeitos. Isso significa que os defeitos inseridos no processo de 
fabricação não provocam interferência considerável nas propriedades. 
D 
Os cerâmicos apresentam diversos sistemas de escorregamento, caminhos preferências 
para a movimentação de discordâncias. Dessa forma, com a aplicação de tensão 
mecânica experimentam pronunciado encruamento. 
3Engenheiros alemães estão desenvolvendo uma alternativa sustentável para a produção 
de plásticos de alto desempenho usando terpenos, que são hidrocarbonetos encontrados 
em madeira rica em resina. Na produção de celulose, quando a madeira é quebrada para 
separar as fibras de celulose, os terpenos são isolados em grandes quantidades, surgindo 
como um subproduto, o óleo de terebintina. Paul Stockmann e seus colegas do Instituto 
de Bioengenharia e Engenharia de Interfaces desenvolveram um método escalonável 
para a escala industrial que converte o óleo de terebintina em precursores dos plásticos 
conhecidos como poliamidas. As poliamidas desempenham um papel importante na 
fabricação de componentes estruturais de alta qualidade, pois não apenas são resistentes 
ao impacto e à abrasão, como também resistem a muitos produtos químicos e solventes. 
Hoje, as poliamidas são produzidas principalmente a partir de petróleo bruto - o petróleo 
também é um hidrocarboneto, apenas considerado não renovável. Com base no exposto, 
classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) A principal vantagem da produção da poliamida a partir de terpenos é a 
substituição da fonte tradicional (petróleo) pela madeira. A madeira, diferentemente do 
petróleo, é um recurso renovável. 
( ) A produção de poliamida pelo método proposto apresenta grandes vantagens 
tecnológicas e econômicas em relação ao método de produção tradicional. 
( ) As poliamidas são caracterizadas pela alta resistência ao ataque químico de 
solventes. 
( ) As poliamidas são polímeros normalmente extraídos de alguns tipos de madeiras, 
as quais são ricas em resina, em processo já estabelecidos industrialmente e em grande 
escala. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 
FONTE: 
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=bioplastico-
transparente-termicamente-estavel&id=010160181010#.W9EBoXtKgdU. Acesso em: 
24 out. 2018. 
A 
V - F - V - F. 
B 
V - V - V - F. 
C 
V - V - V - V. 
D 
F - V - F - V. 
4Materiais cristalinos apresentam arranjo ordenado e de longo alcance de seus átomos. 
No entanto, existem defeitos na estrutura cristalina que alteram a ordenação prevista 
pela célula unitária. As discordâncias são um desses tipos de defeitos. Com relação a 
esse tipo de defeito de rede, analise as afirmativas a seguir: 
 
I- As discordâncias são defeitos localizados na rede cristalina, em que alguns átomos 
estão desalinhados. Elas podem ser de três tipos: linear, espiral ou mista. 
II- Apesar de se tratar de um defeito na rede cristalina, como não se trata de um defeito 
macroscópico, não afeta significativamente as propriedades do material. 
III- Um material obtido a partir do processo de fundição não apresenta discordâncias. 
Os defeitos da estrutura surgem com a deformação por ação de uma força mecânica 
externa. 
IV- As discordâncias podem se movimentar no material quando aplicamos energia 
mecânica. O movimento das discordâncias deflagra a deformação plástica do material. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As afirmativas II e III estão corretas. 
B 
Somente a afirmativa I está correta. 
C 
As afirmativas III e IV estão corretas. 
D 
As afirmativas I e IV estão corretas. 
5Alguns tipos de metais apresentam estruturas cristalinas do tipo cúbica. Esses tipos de 
estruturas diferem entre si pela distribuição dos átomos da célula unitária, sendo essa 
dependente de vários fatores, tais como o raio atômico e a temperatura. Sobre as 
estruturas do tipo cúbica, assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As estruturas cúbicas apresentam os eixos a, b e c, os quais podem variar em 
comprimento entre si em uma mesma estrutura. 
B 
Em uma estrutura cúbica simples, os átomos ficam posicionados tanto nas arestas do 
cubo quanto no centro da estrutura cristalina. 
C 
Em uma estrutura cúbica de faces centradas (CFC), temos no interior da célula unitária 
o equivalente a quatro átomos. O restante do volume do átomo correspondo ao vazio 
entre os átomos. 
D 
São exemplos de estrutura cúbica: CFC, CCC, HC, monoclínica e triclínica. 
6Os materiais cerâmicos apresentam diversas aplicações, e suas características técnicas 
são desenvolvidas de acordo com as necessidades da aplicação, processamento e custos. 
Com relação às características dos materiais cerâmicos, assinale a alternativa 
CORRETA: 
A 
Os vidros não são classificados como materiais cerâmicos, pois pertencem à classe dos 
polímeros. 
B 
Os materiais cerâmicos são na maioria dos casos compostos por óxidos metálicos, e 
apresentam estrutura cristalina com pouca simetria. 
C 
Os materiais cerâmicos são intrinsecamente isolantes elétricos, pois não apresentam 
elétrons, somente prótons e nêutrons. 
D 
O cimento e o gesso, em função de sua característica de pega hidráulica, não são 
classificados como materiais cerâmicos. 
7Os polímeros apresentam estruturas formadas por longas cadeias contendo carbono, 
bem como outros elementos, tais como o hidrogênio, o cloro, e o flúor. Sobre os 
polímeros e suas características, assinale a alternativa CORRETA: 
A 
O politetrafluoretileno apresenta semelhanças, tanto em seu monômero, como em suas 
propriedades físicas, com o polietileno. Ambos apresentam resistência em temperatura 
equivalente. 
B 
Os polímeros são denominados hidrocarbonetos, tendo em vista que em sua estrutura 
sempre haverá, obrigatoriamente,carbono e hidrogênio. Além do carbono e hidrogênio, 
outros tipos de átomos podem estar presentes no monômero. 
C 
O politetrafluoretileno (PTFE), conhecido pelo nome comercial "Teflon", apresenta em 
seu monômero dois átomos de carbono, dois átomos de hidrogênio e dois átomos de 
cloro. 
D 
A unidade elementar de um polímero é o monômero, estrutura equivalente à célula 
unitária dos metais. Uma cadeia polimérica consiste na junção de diversos monômeros. 
O polímero é composto por diversas cadeias poliméricas. 
8"Químicos da Universidade de Oulu, na Finlândia, desenvolveram um bioplástico 
sintético que, diferentemente dos tradicionais plásticos à base de carbono ou de outros 
bioplásticos, fornece proteção contra a radiação ultravioleta (UV) do Sol. O copolímero 
à base de biomassa evita que a radiação UV passe graças a sua estrutura baseada em 
bifuranos/furano, que é um composto produzido pela destilação da madeira. A 
transparência do bioplástico é boa o suficiente para aplicações práticas, garante a 
equipe, como a cobertura de estufas ou áreas de convivência. Além disso, o material 
funciona como uma barreira física de 3 a 4 vezes mais forte que a do plástico PET 
padrão. As matérias-primas utilizadas na produção do biopolímero são 
hidroximetilfurfural (HMF) e furfural, que são produtos de biorrefinarias derivados de 
celulose e hemicelulose. O experimento mostra que é possível desenvolver bioplásticos 
com melhores propriedades do que os plásticos derivados de fósseis produzidos 
atualmente. A equipe patenteou o material e está se preparando para ampliar sua escala 
de produção. Apesar de chamá-lo de "bioplástico ecológico", contudo, há preocupações 
quanto a eventuais danos à saúde humana dos furanos". Sobre o exposto, classifique V 
para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) De acordo com o texto, o material desenvolvido se apresenta três a quatro vezes 
mais eficiente como barreira para radiação UV quando comparado ao 
politetrafluoretileno. 
( ) Os pesquisadores batizaram o material como "bioplástico ecológico", utilizando 
como argumento a utilizando de matérias-primas que não são derivadas de origem 
fóssil, como o petróleo. 
( ) Apesar da não utilização de materiais de origem fóssil, o bioplástico desenvolvido 
apresenta outras características que precisam ser consideradas, tendo em vista a possível 
influência dos furanos na saúde humana. 
( ) De acordo com o texto, o material desenvolvido apresenta-se como um barreira 
física para radiação UV, com propriedades de três a quatro vezes superiores ao melhor 
material disponível no mercado para esse tipo de aplicação. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=criado-
bioplastico-protege-contra-radiacao-uv&id=010160200323#.Xpecb8hKiUk. Acesso 
em: 15 abr. 2020. 
A 
V - V - V - F. 
B 
F - V - V - F. 
C 
F - F - V - V. 
D 
V - F - F - V. 
9"Um material que combina o humilde grafite com a não menos simples celulose da 
polpa de madeira mostrou ser mais leve e mais forte do que materiais estruturais 
largamente utilizados, incluindo aços, ligas de titânio e fibras de carbono. Além de 
extremamente forte, o novo material estrutural é reciclável, o que promete fornecer uma 
alternativa ecológica para a construção de veículos, aeronaves e coletes de segurança 
mais leves. Os materiais estruturais devem sua força e resistência à presença de fortes 
ligações químicas primárias entre seus átomos: ligações metálicas nos metais e ligas 
metálicas, ligações covalentes carbono-carbono nas fibras de carbono e ligações iônicas 
na cerâmica. A força dessas ligações, no entanto, é tanto uma bênção quanto uma 
maldição: para manipular, fabricar e reciclar esses materiais, essas ligações devem ser 
quebradas e reformadas, o que exige altas temperaturas e consome grandes quantidades 
de energia, levando a um custo substancial e a uma pegada ambiental pesada. Para 
fabricar um compósito de grafite-nanocelulose, a equipe preparou uma pasta altamente 
concentrada de água, flocos de grafite e nanocelulose em temperatura ambiente. Em 
seguida, essa mistura foi dispersa em camadas com 20 micrômetros de espessura. As 
camadas são flexíveis, podendo ser dobradas até um raio de 2 mm sem se quebrar, e 
várias camadas podem ser prensadas a quente para formar folhas mais espessas. As 
medições mecânicas mostraram que o material é excepcionalmente forte. As folhas são 
mais resistentes do que o aço inoxidável e 6 vezes mais leves". Sobre o exposto, 
classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) O novo material apresenta como principais características a elevada resistência 
mecânica e a possibilidade de ser reciclado. 
( ) No estudo, uma solução aquosa de grafite e celulose em alta concentração foi 
dispersa em camadas de 20 mm de espessura. 
( ) As folhas geradas pela deposição de camadas sucessivas do material apresentam 
resistência mecânica seis vezes maior que a do aço inoxidável. 
( ) As ligações primárias dos materiais estruturais são responsáveis pelas suas 
excelentes propriedades mecânicas, no entanto, a reciclagem é dificultada pelo alto 
consumo energético para quebra dessas ligações. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=madeira-
grafite-supera-titanio-fibras-carbono&id=010160200115#.Xpepc8hKiUk. Acesso em: 
15 abr. 2020. 
A 
F - F - V - V. 
B 
F - V - F - V. 
C 
V - V - V - F. 
D 
V - F - F - V. 
10Materiais puros (por exemplo, ferro puro comercial), apresentam, invariavelmente, 
certo nível de impurezas. De fato, muito materiais são desenvolvidos com base em 
concentrações determinadas de impurezas, visando alterar as propriedades do material 
de base. Com relação ao exposto, analise as afirmativas a seguir: 
 
I- As impurezas podem ser de dois tipos: substitucional ou intersticial. Quando a 
impureza é do tipo intersticial, o átomo de impureza (solvente) substitui o átomo do 
soluto em uma das lacunas do material. 
II- A característica que determina o tipo de solução sólida (substitucional ou intersticial) 
entre dois diferentes elementos químicos é a diferença entre os raios atômicos dos 
átomos envolvidos. 
III- Quando a solução sólida é do tipo intersticial, o átomo do soluto ocupa o interstício 
entre os átomos do solvente. 
IV- O átomo do soluto geralmente apresenta um raio atômico menor do que o raio do 
interstício. Essa configuração gera tensões compressivas no interior da rede cristalina, 
diminuindo a força de ligação e a dureza do material. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As afirmativas II e III estão corretas. 
B 
As afirmativas III e IV estão corretas. 
C 
Somente a afirmativa IV está correta. 
D 
As afirmativas I e III estão corretas.