Avaliação II

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Avaliação II - Individual (Cod.:687565) 
Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24) 
Prova 
38845847 
Período para responder 
21/10/2021 - 12/11/2021 
1O ensaio de tração de materiais metálicos é importante, haja vista que, através desse ensaio, 
é possível obter uma curva de tensão vs. deformação. A partir dessa curva, é possível 
determinar alguns parâmetros interessantes para o dimensionamento de componentes 
mecânicos, por exemplo. Sobre as informações que podem ser obtidas através da curva tensão 
vs. deformação, é correto afirmar que: 
 (a)A tensão de ruptura é obtida corresponde à máxima tensão suportada pelo 
material, sendo usualmente utilizada como critério de falha no projeto de 
componentes metálicos. 
B) A tensão de escoamento corresponde à máxima tensão suportada pelo material, sendo 
usualmente utilizada como critério de falha no projeto de componentes metálicos. 
C) A tensão de escoamento corresponde à tensão que inicia a deformação plástica ou 
permanente, sendo usualmente utilizada como critério de falha no projeto de componentes 
metálicos. 
D) A tensão de resistência corresponde à máxima tensão suportada pelo material, sendo 
usualmente utilizada como critério de falha no projeto de componentes metálicos. 
2Através do ensaio de difração de Raios-X é possível determinar aspectos relacionados à 
cristalinidade do material. Sobre esse ensaio, analise as sentenças a seguir: 
 
I- No difratômetro de Raios-X, o resultado da análise é apresentado em um filme especial, 
semelhante ao apresentado em Raios-X na área da medicina. Nesse filme, a estrutura atômica 
pode ser observada de forma direta. 
II- Nesse método de ensaio, as interferências construtivas geradas pela interação dos Raios-X 
primários com os átomos da amostra são analisadas. Dessa forma, podem-se obter 
informações importantes, como o parâmetro de rede. 
III- As interferências construtivas são apresentadas como picos no gráfico resultante do ensaio, 
sendo esses picos característicos de cada material. 
IV- Através do ensaio de difração de Raios-X é possível avaliar e diferenciar um vidro comum 
de um vidro de chumbo, ambos os materiais amorfos, devido à interação dos raios-X primários 
com os íons de chumbo gerarem interferências construtivas. 
 
Agora, assinale a alternativa CORRETA: 
 (A)As sentenças II e III estão corretas. 
B) Somente a sentença I está correta. 
C) As sentenças I, II e III estão corretas. 
D) As sentenças I, II e IV estão corretas. 
3Alguns materiais apresentam ou são desenvolvidos com o intuito de apresentarem 
características óticas específicas. De fato, a utilização de materiais com propriedades óticas é 
bastante abrangente e fundamental para o desenvolvimento de outras tecnologias. Sobre as 
propriedades óticas dos materiais e suas características básicas, assinale a alternativa 
CORRETA: 
 (a)De fato, o desenvolvimento das lentes foi de grande importância, tendo em vista 
que possibilitou o posterior desenvolvimento dos microscópios óticos, fundamentais 
na investigação e desenvolvimento de outras tecnologias. 
B) Os fótons são partículas que orbitam a estrutura atômica, apresentando carga positiva. Seu 
estudo está atrelado ao desenvolvimento de lentes. 
C) O fenômeno que identificamos como cor é explicado pelo processo de refração. Cada 
comprimento de onda da luz branca é acelerado de forma diferente ao atravessar um prisma. 
A velocidade da luz transmitida através de qualquer material é sempre maior que no vácuo. 
D) Em materiais transparentes, a luz transmitida pelo materiais sofre uma aceleração. A razão 
entre a velocidade da luz no vácuo e no material caracteriza o comprimento de onda. 
4Nos aços, os átomos de carbono ficam alojados nos interstícios da estrutura cristalina do 
ferro, gerando tensões e deformação na sua estrutura cristalina original. Sobre o efeito da 
presença de carbono no ferro, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) A quantidade de carbono que pode ser solubilizada na estrutura do ferro é ilimitada e 
depende somente do tempo de resfriamento. 
( ) A perlita é uma fase composta por lamelas intercaladas de ferrita (solução sólida de 
carbono no ferro) e cementita (Fe3C). 
( ) A fase ferrita apresenta menor dureza quando comparada à cementita, pois apresenta 
uma estrutura cúbica, a qual conta com maior número de sistemas de escorregamento para a 
movimentação das discordâncias 
( ) A presença de átomos de carbono facilita o movimento das discordâncias, o que 
proporciona um material com maior tenacidade. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A) F - V - F - F. 
B) F - F - V - F. 
 C) F - V - V - F. 
D) V - F - F - V. 
5Nos Lasers (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), as transições eletrônicas 
são geradas por um estímulo externo. Em um laser de rubi, por exemplo, elétrons do Cr(3+) 
são excitados até um nível mais alto por fótons emitidos por uma lâmpada de Xenônio. O feixe 
do Laser emitido é composto por: 
A) Elétrons. 
B) Fótons. 
C) Raios Gama. 
D) Prótons. 
6Um das principais técnicas de caracterização dos materiais é a microscopia. Dentro dessa 
técnica, existem diferentes métodos e equipamentos disponíveis. Cada técnica apresenta 
vantagens e desvantagens, e deve ser selecionada de acordo com objetivo da caracterização. 
Com relação à técnica de microscopia para caracterização de materiais, analise as afirmativas a 
seguir: 
 
I- Na microscopia ótica, um feixe de elétrons é posicionado sobre a amostra, gerando uma 
imagem formada pelo conjunto de lentes objetivas e oculares. 
II- A principal limitação da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) é a baixa 
profundidade de foco. 
III- Amostras para caracterização em microscópio eletrônico de varredura (MEV), 
diferentemente das amostras para microscopia ótica, não necessitam de uma elevada 
planicidade. 
IV- O microscópio ótico é um equipamento de alto custo, em função da necessidade de troca 
periódica de lentes devido ao desgaste. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A) As afirmativas I, II e III estão corretas. 
B) Somente a afirmativa III está correta. 
C) Somente a afirmativa I está correta. 
D) Somente a afirmativa IV está correta. 
7A falha por fluência é caracterizada pela ação combinada de tensão e temperatura na 
aplicação de um componente em serviço. O processo ocorre em três etapas: fluência primária, 
secundária e terciária. A evolução das etapas da fluência para um dado material pode ser 
estudada através de um gráfico de deformação em função do tempo, obtido em ensaio de 
fluência. Sobre a falha por fluência, analise as seguintes sentenças: 
 
I- A falha por fluência normalmente ocorre quando a temperatura em serviço se encontra 
acima de 40% da temperatura de fusão do material. 
II- A fluência só ocorre no material quando existe a formação de uma quantidade importante 
de fase líquida, ou seja, em altíssimas temperaturas. 
III- A falha por fluência pode ser evitada eliminando os cantos vivos presentes no componente 
em serviço. 
IV- A fluência somente ocorre em materiais frágeis, quando combinamos tensões cíclicas com 
altas temperaturas. 
 
Agora, assinale a alternativa CORRETA: 
A) As sentenças II e IV estão corretas. 
B) Somente a sentença I está correta. 
C) Somente a sentença III está correta. 
D) As sentenças I e IV estão corretas. 
8As propriedades elétricas se relacionam fundamentalmente com as características dos 
elétrons nos diferentes materiais, e dependem da sua interação com o núcleo dos átomos. 
Sobre as propriedades elétricas, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Os elétrons livres estão presentes nos materiais cerâmicos, porém estão vinculados à 
presença de discordâncias, que inibem o seu movimento. 
( ) Nos materiais semicondutores do tipo p, a corrente elétrica é gerada pela movimentaçãodos prótons, enquanto nos semicondutores do tipo n a corrente elétrica é gerada pela 
movimentação dos nêutrons. 
( ) Os metais condutores apresentam elétrons livres, que são responsáveis pela sua 
condutividade elétrica. 
( ) Os polímeros apresentam elétrons livres, gerados por ligações incompletas do carbono 
com o hidrogênio e, portanto, não são bons isolantes elétricos. 
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A) F - V - V - V. 
B) F - F - V - F. 
C) V - F - F - V. 
D) V - V - F - F. 
9Os plásticos capazes de conduzir calor são uma novidade bastante recente, mas altamente 
promissora porque os polímeros são o material de preferência na construção dos aparelhos 
eletrônicos, que teimam em esquentar muito. Plásticos são excelentes isolantes, o que 
significa que eles aprisionam o calor. No ano de 2017, uma equipe da Universidade de 
Michigan mudou a estrutura atômica de um polímero para fazê-lo alcançar uma condutividade 
térmica seis vezes maior do que o material original. Agora, Yanfei Xu e seus colegas do MIT 
alcançaram uma nova marca: uma condutividade térmica 10 vezes maior. "Nosso polímero 
pode conduzir termicamente e remover o calor com muito mais eficiência. Acreditamos que os 
polímeros podem se transformar em condutores de calor de última geração para aplicações 
avançadas de gerenciamento térmico, como uma alternativa de autorresfriamento para os 
gabinetes dos aparelhos eletrônicos," disse a pesquisadora. Se você der um zoom na 
microestrutura de um plástico, vai entender facilmente por que o material retém o calor tão 
facilmente. No nível microscópico, os polímeros são feitos de longas cadeias de monômeros, 
ou unidades moleculares, ligadas ponta com ponta. Essas cadeias são geralmente 
emaranhadas como uma bola de espaguete. Os transportadores de calor têm dificuldade em 
passar por essa confusão desordenada e tendem a ficar presos dentro dos nós e aglomerados 
poliméricos. A equipe já havia conseguido desembaraçar essa bagunça e obter uma melhor 
condutividade térmica, mas o material só conseguiu conduzir o calor numa direção. Agora eles 
mexeram tanto nas forças intermoleculares, quanto nas forças intramoleculares, produzindo 
um politiofeno condutor de calor - este é um polímero conjugado tipicamente usado em 
aparelhos eletrônicos. "Nossa reação foi capaz de criar cadeias rígidas de polímeros, em vez de 
fios torcidos, semelhantes a um espaguete, em polímeros normais," disse Xu. As primeiras 
amostras têm cerca de dois centímetros quadrados e foram fabricadas em equipamentos de 
laboratório - câmaras de deposição a vapor. Antes de ampliá-las e pensar em fabricação 
industrial, contudo, a equipe está mais preocupada em compreender em detalhes os caminhos 
do calor pelo material. Com esse entendimento, será possível guiar os desenvolvimentos 
futuros para a obtenção de resultados mais próximos das aplicações práticas. Com base no 
exposto, assinale a alternativa CORRETA: 
 
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=plastico-usado-
eletronicos-agora-conduz-calor&id=010160180410#.W-ISi9VKgdU. Acesso em: 6 nov. 2018. 
A) De acordo com a pesquisa, ao ordenar as cadeias poliméricas através da deposição a vapor, 
foi possível reduzir a distância entre as cadeias poliméricas permitindo a condução de calor 
através das ligações secundarias do tipo Van de Waals. 
B) De acordo com a pesquisa, esses resultados permitem a aplicação prática na substituição 
de metais condutores de calor por polímeros condutores de calor, em equipamentos 
eletrônicos como celulares e tablets, reduzindo o peso dos equipamentos e o custo final do 
produto. 
 C) Os polímeros são compostos por longas cadeias formadas por monômeros. A forma 
como essas cadeias ficam organizadas no material (semelhante a uma "bola de 
espaguete") dificulta a transmissão do calor no material. A pesquisa buscou alterar 
essa estrutura molecular, tornando o material 10 vezes mais condutor do que o 
material percussor. 
D) Os polímeros são tipicamente isolantes de calor. Isso se deve à ausência de elétrons livres. 
Os elétrons livres são o principal meio e condução de calor nos materiais, conforme 
comprovou a pesquisa. 
10O coeficiente de expansão térmica linear é uma propriedade do material que se relaciona 
com o valor de energia de ligação dos átomos presentes no material. Sobre essa característica, 
classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) De um modo geral, as cerâmicas tendem a apresentar menores coeficientes de expansão 
térmica que os polímeros, tendo em vista as ligações químicas iônicas e covalentes das 
cerâmicas. Já as propriedades térmicas dos polímeros dependem das ligações secundárias 
(mais fracas). 
( ) A energia de ligação dos materiais metálicos (ligações metálicas) é usualmente maior que 
as verificadas nos materiais poliméricos (ligações intermoleculares). Assim, é esperado que os 
coeficientes de expansão térmica dos metais, de forma geral, sejam de menor magnitude 
quando comparados aos valores típicos encontrados nos polímeros. 
( ) O coeficiente de expansão térmica linear dos materiais poliméricos apresenta relação com 
a magnitude das ligações primárias, não havendo influência das ligações secundárias. 
( ) É importante em algumas aplicações, para efeito de projeto, considerar o coeficiente de 
expansão térmica do material. Expansões ou contrações do material em serviço (caso ocorra 
significativa variação da temperatura) podem gerar desajustes dimensionais ou tensões que 
comprometam seu o funcionamento. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 (A) V - V - F - V. 
B) F - V - F - F. 
C) F - F - V - V. 
D) V - F - F - V.