Mecanica - Ciencia e Propriedade dos Materiais (EPR24)

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Disciplina: Engenharia Mecânica (2931930) 
Avaliação: Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24) – Avaliação Individual I 
Gabarito da Prova: (687568) Correta: Errada: NOTA 9,0 
Peso da Avaliação: 1,5 Avaliação: 40909342 Questões: 10 Acertos/Erros: 9/1 
 
 
1) Muitos metais apresentam estruturas cristalinas cúbicas, as quais apresentam grande 
simetria. Esse fato propicia o desenvolvimento de muitos sistemas de escorregamento, que 
facilitam a movimentação de discordâncias na aplicação de tensões mecânicas. Com 
relação à estrutura cristalina dos metais e seus defeitos, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) As discordâncias são defeitos da estrutura cristalina causados por um desalinhamento de 
átomos. A quantidade de discordâncias em um material metálico se relaciona com as suas 
propriedades mecânicas. 
( ) As lacunas são um tipo de defeito caracterizado pela ausência de átomos na estrutura 
cristalina. A quantidade de lacunas aumenta exponencialmente com o aumento da temperatura. 
( ) As impurezas são defeitos cristalinos caracterizados pela presença de átomos estranhos na 
composição do metal. A presença desses defeitos, no entanto, pode melhorar as propriedades 
mecânicas desses materiais. 
( ) As impurezas podem ser de dois tipos: substitucionais, quando substituem o átomo do 
material, ou intersticiais, quando se alojam nos interstícios da estrutura cristalina. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
A) V - V - V – V 
b) F - V - V - V 
c) F - F - V - F 
d) V - F - F – F 
 
 
2) Os materiais metálicos são descritos através de suas estruturas cristalinas, chamadas de 
células unitárias. Sobre as células unitárias dos materiais metálicos, assinale a alternativa 
CORRETA: 
a) Os materiais metálicos não apresentam cristalinidade. Por esse motivo as suas estruturas 
cristalinas são relativamente complexas. 
b) Podemos calcular, através das características geométricas da célula unitária, a resistência 
mecânica de um material metálico. 
C) Os materiais metálicos, em sua maioria, apresentam estruturas cristalinas cúbicas, como CFC e 
CCC, de elevada simetria. 
d) Os materiais metálicos apresentam estrutura cristalina complexa, o que explica a sua elevada 
resistência mecânica. 
 
3) Os diferentes tipos de materiais apresentam propriedades físicas distintas. Essas 
propriedades apresentam relação direta com o tipo de ligação química presente no material. 
Sobre a relação entre o tipo de ligação química e as propriedades dos materiais, classifique 
V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Materiais com elevada energia de ligação apresentam, em geral, uma temperatura de fusão 
mais elevada. 
( ) Os materiais poliméricos apresentam ligações primárias do tipo covalente (ligações entre 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
átomos de carbono). 
( ) Os metais são caracterizados por ligações iônicas, características que lhes conferem uma 
baixa temperatura de fusão. 
( ) Os materiais poliméricos apresentam ligações secundárias e, por esse motivo, podem ser 
facilmente deformados. 
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
a) F - V - F - F 
B) V - V - F - V 
c)V - F - V - V 
d) F - F - V – F 
 
 
4) 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) Os materiais cerâmicos não apresentam elétrons livres, o que culmina em excelentes 
propriedades elétricas, tornando esses tipos de materiais excelentes condutores elétricos. 
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) 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 
 
 
5) Alguns 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) 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. 
b) Em uma estrutura cúbica simples, os átomos ficam posicionados tanto nas arestas do cubo 
quanto no centro da estrutura cristalina. 
c) São exemplos de estrutura cúbica: CFC, CCC, HC, monoclínica e triclínica. 
d) As estruturas cúbicas apresentam os eixos a, b e c, os quais podem variar em comprimento entre si em 
uma mesma estrutura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
6) Os polímeros são materiais compostos por cadeias contendo carbono. Polietileno (PE), 
polipropileno (PP) e policloreto de vinila (PVC) são exemplos dessa classe de materiais. 
Com relação às características e propriedades desses materiais, assinale a alternativa 
CORRETA: 
a) Os polímeros são normalmente processados em altas temperaturas (acima de 900 graus 
Celsius), fator que torna o processo de fabricação (por exemplo, injeção) caro e economicamente 
dependente do custo energético. 
b) Quando comparados aos metais, apresentam melhor resistência à oxidação, especialmente 
aquela causada pelos raios UV. Isso se deve à elevada energia de ligação entre as cadeias 
poliméricas. 
c) Todos os tipos de polímeros podemos ser reciclados, pois não perdem suas propriedades com 
reaquecimento para conformação de um novo produto. Essa é uma das principais vantagens do 
emprego desse tipo de material. 
D) Os polímeros são classificados como termofixos ou termoplásticos. Os polímeros termoplásticos 
podem ser facilmente reciclados, pois mantém as suas propriedades com o processo de 
reaquecimento para posterior conformação em um novo produto. 
 
 
7) Os diferentes tipos de materiais apresentam combinações diferentes de átomos. Além do 
arranjo cristalino diferente entre diferentes tipos de materiais, dependendo dos átomos 
envolvidos, haverão ligações químicas com determinadas características. Com relação às 
ligações químicas dos materiais, analise as afirmativas a seguir: 
 
I- As ligações químicas nos materiais podem ser do tipo primária ou do tipo secundária. As ligações 
primárias são do tipo iônicas, covalentes ou metálicas. 
II- As ligações iônicas são típicas de átomos com baixa diferença de eletronegatividade. 
III- As ligações metálicas são caracterizadas pela presença do denominado "mar de elétrons", em 
que os elétrons da camada de valência estão livres, não pertencendo a átomos específicos. 
IV- As ligações covalentes envolvem obrigatoriamente um átomo "A" não metálico ligado a um 
átomo "B" não metálico. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
a) As afirmativas II e IV estão corretas. 
b) Somente a afirmativa I está correta. 
C) As afirmativas I e III estão corretas. 
d) As afirmativas I, III e IV estão corretas. 
 
 
8) 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 segredoestá 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 I e IV estão corretas. 
b) As afirmativas II e IV estão corretas. 
c)As afirmativas II e III estão corretas. 
D) As afirmativas I e II estão corretas. 
 
 
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 - V - F - V. 
b) V - V - V - F. 
C) V - F - F - V. 
d) F - F - V - V. 
 
 
10) Os 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) O cimento e o gesso, em função de sua característica de pega hidráulica, não são classificados 
como materiais cerâmicos. 
d) Os materiais cerâmicos são intrinsecamente isolantes elétricos, pois não apresentam elétrons, 
somente prótons e nêutrons.