Cristalinidade e Propriedades dos Materiais

Prévia do material em texto

GABARITO | Avaliação I - Individual (Cod.:687568)
Peso da Avaliação
1,50
Prova
36806052
Qtd. de Questões
10
Acertos/Erros
10/0
Nota
10,00
Um material monocristalino, como o nome sugere, é composto por apenas um único cristal. Já um material policristalino é composto
por vários. A segunda configuração é mais comum entre os materiais de engenharia. Com relação à cristalinidade dos materiais, analise as
afirmativas a seguir:
I- O número de grãos em um material policristalino irá depender do número de pontos de nucleação gerados no processo de solidificação.
II- Quanto maior o número de pontos de nucleação, maior será a área total de contornos de grão gerada ao final do processo de
solidificação em relação ao volume solidificado.
III- Como a orientação da estrutura cristalina é aleatória nos diferentes grãos, o contorno de grão consistirá em ligações incompletas,
devido à falta de alinhamento entre as células cristalinas.
IV- Os materiais monocristalinos são de fácil obtenção em escala industrial, porém não apresentam propriedades de interesse tecnológico.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As afirmativas I, II e III estão corretos.
B Somente a afirmativa I estão correta.
C As afirmativas I e IV estão corretas.
D As afirmativas II, III e IV estão corretas.
"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.
 VOLTAR
A+ Alterar modo de visualização
1
2
Daniellla Almeida Silva
Engenharia Civil (3053816)

AVA https://ava2.uniasselvi.com.br/subject/grades-and-tests/answer-book/ey...
1 of 5 28/09/2021 19:25
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 V - V - V - F.
C F - V - F - V.
D V - F - F - V.
A maioria dos materiais são agrupados de acordo com as suas caraterísticas físico-químicas em metais, cerâmicas e polímeros.
Embora não seja possível generalizar, observa-se que, em geral, os materiais de uma mesma classe apresentam algumas características (ou
propriedades) típicas. O conhecimento dessas características comuns é o passo inicial para a seleção de materiais para certas aplicações.
Com relação aos tipos e características dos materiais, analise as afirmativas a seguir:
I- Os materiais metálicos apresentam propriedades adequadas para o desenvolvimento de estruturas que suportam cargas mecânicas, como
a alta resistência mecânica e a deformação plástica (aviso de falha).
II- Os polímeros apresentam ligações iônicas (fortes), o que permite a sua aplicação em situações em que há mudanças bruscas de
temperatura, com picos de temperatura superiores ao ponto de fusão dos aços.
III- A utilização de materiais cerâmicos é bastante abrangente, ou seja, eles podem ser utilizados em diversas aplicações. A principal
desvantagem, no entanto, diz respeito ao seu baixo ponto de fusão, o que limita a aplicação em altas temperaturas.
IV- Apesar dos metais, via de regra, apresentarem maior resistência mecânica quando comparados aos materiais poliméricos, esses últimos
vêm gradativamente substituindo os metais em componentes de automóveis, pois são mais leves e propiciam economia de combustível.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As afirmativas I, II e IV estão corretas.
B Somente a afirmativa IV está correta.
C As afirmativas II e III estão corretas.
D As afirmativas I e IV estão corretas.
Os polímeros são um grupo de materiais que, em virtude de suas características técnicas, de custo e de processamento, vêm ganhando
espaço em diversos segmentos. Em diversos casos, eles podem inclusive substituir completamente partes metálicas em diversos produtos.
Com relação às características dos materiais poliméricos, analise as afirmativas a seguir:
I- Uma das vantagens dos polímeros é a sua relativa baixa temperatura de processamento, quando comparado com a da maioria dos metais
comerciais. Isso se traduz em um menor consumo energético, e menores custos de processamento.
II- Os polímeros apresentam algumas limitações, que podem ser melhoradas com a utilização de aditivos no processamento. Normalmente,
não são resistentes a intempéries, ocorrendo a degradação progressiva das cadeias com a radiação UV.
III- Uma das principais características dos polímeros, que explica a sua versatilidade, diz respeito à confiabilidade do produto
confeccionado ao longo do tempo. Diferentemente dos metais, não apresentam corrosão ou qualquer tipo de degradação de suas
propriedades ao longo do tempo sob ação de intempéries.
IV- A resistência específica (definida como a razão entre a resistência mecânica e a densidade aparente) dos polímeros termoplásticos,
como o PP e o PE, é maior que a maioria dos metais ferrosos comerciais (aços e ferros fundidos). Por esse motivo, é prática usual a
substituição de componentes mecânicos metálicos, como bielas e eixos de veículos automotivos, por similares confeccionados em PP e PE.
Assinale a alternativa CORRETA:
3
4
Daniellla Almeida Silva
Engenharia Civil (3053816)

AVA https://ava2.uniasselvi.com.br/subject/grades-and-tests/answer-book/ey...
2 of 5 28/09/2021 19:25
A As afirmativas I e IV estão corretas.
B As afirmativas I e II estão corretas.
C As afirmativas II e III estão corretas.
D As afirmativas III e IV estão corretas.
Os polímeros são compostos por cadeias contendo carbono. Essas cadeias apresentam longo comprimento quando comparados a sua
unidade básica (mero). Com relação aos polímeros e ao arranjo das cadeias poliméricas, analise as afirmativas a seguir:
I- As cadeias poliméricas são compostas por vários meros. Os meros são a menor unidade de arranjo de átomos que descreve a estrutura de
uma cadeia do polímero,de forma análoga a uma célula unitária dos materiais metálicos.
II- As cadeias poliméricas podem ser arranjadas de forma ordenada, ou desordenada. De fato, uma polímero cristalino é composto por
cristalitos. Esses cristalitos contém regiões onde as cadeia estão ordenadas, intercaladas com regiões amorfas.
III- A menor unidade de uma cadeia polimérica que a descreve é denominada célula unitária. Os polímeros apresentam estrutura cristalina
do tipo hexagonal compacta.
IV- Os polímeros apresentam transformações polimórficas em função da temperatura. Os polímeros cristalinos apresentam um
transformação displasiva a 573 graus Celsius.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As afirmativas II, III e IV estão corretas.
B As afirmativas I e II estão corretas.
C Somente a afirmativa I estão correta.
D As afirmativas I e III estão corretas.
"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.
5
6
Daniellla Almeida Silva
Engenharia Civil (3053816)

AVA https://ava2.uniasselvi.com.br/subject/grades-and-tests/answer-book/ey...
3 of 5 28/09/2021 19:25
A V - V - V - F.
B F - V - V - F.
C F - F - V - V.
D V - F - F - V.
Ao 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 cerâmicos apresentam diversos sistemas de escorregamento, caminhos preferências para a movimentação de discordâncias. Dessa
forma, com a aplicação de tensão mecânica experimentam pronunciado encruamento.
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
Os materiais cerâmicos não apresentam elétrons livres, o que culmina em excelentes propriedades elétricas, tornando esses tipos de
materiais excelentes condutores elétricos.
D
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.
Os materiais cerâmicos vêm sendo desenvolvidos e aperfeiçoados ao longo de milênios, porém, somente com o o advento das
técnicas de caracterização de materiais pôde-se compreender os complexos arranjos cristalinos e relacioná-los com as suas propriedades.
Com relação às cerâmicas e suas propriedades e aplicações, analise as afirmativas a seguir:
I- Algumas cerâmicas são utilizadas para a confecção de tijolos aplicados no isolamento de calor em equipamentos com alta temperatura.
São os casos de fornos para a fusão de metais. O material cerâmico em contato com o metal líquido deve resistir à temperatura de
processamento, com uma vida útil adequada.
II- Tijolos e telhas, assim como o cimento, são materiais cerâmicos utilizados na construção civil. Os dois primeiros fazem parte da
classificação "cerâmica vermelha", produtos que são conformados e queimados em alta temperatura. Já o cimento é um material que
apresenta pega hidráulica, adquirindo alta resistência após a cura.
III- As lixas e os rebolos são materiais compostos por partículas cerâmicas abrasivas, utilizados para desbastar ou polir superfícies de
diversos materiais. A principal característica das cerâmicas utilizadas para esse é a alta dureza, relacionada com a forte energia de ligação
entre os átomos desses materiais.
IV- Os compósitos mais comuns são aqueles que utilizam polímeros em conjunto com metais. Normalmente utiliza-se uma matriz
metálica, em conjunto com fibras de material polimérico. Um exemplo desse material é a fibra de polietileno, que consiste em uma matriz
de alumínio, contendo fibras poliméricas, processada por fundição a 600 graus Celsius.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As afirmativas I, II e III estão corretas.
B As afirmativas III e IV estão corretas.
C As afirmativas I e IV estão corretas.
D As afirmativas II e IV estão corretas.
Engenheiros 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
7
8
9
Daniellla Almeida Silva
Engenharia Civil (3053816)

AVA https://ava2.uniasselvi.com.br/subject/grades-and-tests/answer-book/ey...
4 of 5 28/09/2021 19:25
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. Atualmente, as poliamidas são produzidas principalmente a partir de petróleo
bruto - o petróleo também é um hidrocarboneto, apenas considerado não renovável. Com base no exposto, assinale a alternativa
CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=bioplastico-transparente-termicamente-estavel&
id=010160181010#.W9EBoXtKgdU. Acesso em: 24 out. 2018.
A
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.
B
A principal vantagemda 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.
C As poliamidas são caracterizadas pela alta transparência, sendo utilizada para a fabricação de fachadas em substituição ao epóxi.
D
A produção de poliamida pelo método proposto apresenta grandes vantagens tecnológicas e econômicas em relação ao método de
produção tradicional.
Há cerca de dois anos, pesquisadores holandeses conseguiram sintetizar cerâmicas flexíveis - um material que é tipicamente
quebradiço fabricado na forma de folhas finas, que dobram-se como papel. Agora, uma equipe da Universidade Purdue, nos EUA,
encontrou uma forma de trabalhar com blocos maiores de cerâmica e torná-la quase tão maleável quanto um metal. O segredo está em
aplicar uma corrente elétrica durante a fabricação da cerâmica, por um processo chamado sinterização, por meio do qual um material em
pó coalesce em uma massa sólida - com a aplicação da eletricidade, o processo passa a ser conhecido como sinterização flash. Enquanto os
metais podem ser tensionados entre 10 e 20% sem se quebrar, as cerâmicas tipicamente se fraturam com uma tensão de apenas 2 a 3%.
Com o processamento por sinterização flash, o material resiste a tensões entre 7 e 10%. Aplicando a corrente elétrica durante a
sinterização, a cerâmica ganha maleabilidade, podendo ser facilmente moldada em temperatura ambiente. Desse modo, a novidade aqui
está em comprovar essa maleabilidade também sob altas temperaturas, justamente as condições nas quais a cerâmica tipicamente opera em
condições reais. Com base no exposto, analise as afirmativas a seguir:
I- As cerâmicas são materiais tipicamente frágeis. Essa fragilidade existe em função da pouca mobilidade de discordâncias nesse tipo de
material.
II- De acordo com a pesquisa, as cerâmicas produzidas através da sinterização flash passam a resistir a tensões máximas de 10%, da
mesma ordem das tensões mínimas dos metais (10%), sem se quebrar.
III- Na sinterização flash, proposta pela pesquisa, um feixe de fótons é direcionado para o material durante o processo de sinterização.
IV- Na sinterização flash, proposta pela pesquisa, o material é produzido na forma de folhas finas, que dobram-se como papel.
Assinale a alternativa CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=ceramica-fabricada-eletricidade-deforma-como-metal&
id=010160180615#.W9EJ7ntKgdU. Acesso em: 24 out. 2018.
A As afirmativas II e IV estão corretas.
B As afirmativas II e III estão corretas.
C As afirmativas I e IV estão corretas.
D As afirmativas I e II estão corretas.
10
Daniellla Almeida Silva
Engenharia Civil (3053816)

AVA https://ava2.uniasselvi.com.br/subject/grades-and-tests/answer-book/ey...
5 of 5 28/09/2021 19:25