1 Lista de Exercicios_Atualizada

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Universidade Paulista
Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia
Curso de Engenharia Mecânica, Produção Mecânica e Mecatrônica
Disciplina: Ciências dos Materiais - Profª Sabrina Boto
1ª Lista de Exercícios
1) Uma liga de cobre-níquel com composição de 70%p Ni-30%p Cu é aquecida lentamente a
partir de uma temperatura de 1300 ºC (2370º).
a) A qual temperatura se forma a primeira fração de fase líquida?
b) Qual é a composição dessa fase líquida?
c) A qual temperatura ocorre a fusão completa da liga?
d) Qual é a composição da última fração de sólido que permanece no meio da fusão completa?
2) Uma liga 50%p Ni-50%p Cu é resfriada lentamente desde 1400 ºC (2550 ºF) até 1200 °C (2190
°F).
a) Em qual temperatura se forma a primeira fração de fase sólida?
b) Qual é a composição dessa fase sólida?
c) A qual temperatura ocorre a solidificação completa da liga?
d) Qual é a composição desse último líquido remanescente?
3) Uma liga contendo 65%p Ni-35%p Cu é aquecida até uma temperatura dentro da região das
fases α+líquida. Se a composição da fase α é de 70%p Ni, determinar:
a) Temperatura da liga
b) A composição da fase líquida
c) As frações mássicas de ambas as fases.
4) Cite três variáveis que determinam a microestrutura de uma liga.
5) Qual é a condição termodinâmica que deve ser atendida para que exista um estado de
equilíbrio?
6) Considere uma amostra de gelo que está a -25 °C e sob uma pressão de 10 atm. Usando o
diagrama de fases pressão-temperatura para a água, determine a pressão à qual se deve elevar
ou reduzir a amostra para fazer com que ela (a) se funda (b) se sublime (c) a uma pressão de
0,01 atm. Determine a temperatura de fusão para o gelo e ebulição para a água.
7) Considere o diagrama de fases açúcar-água.
a) Qual a quantidade de açúcar que será dissolvida em 100 g de água a 80 °C (176ºF)?
b) Se a solução líquida saturada da parte (a) for resfriada até 20 °C (68°F), parte do açúcar irá
precipitar como um sólido. Qual será a composição da solução líquida saturada (em %p açúcar) a 20
°C?
c) Qual é a quantidade de açúcar sólido que irá sair da solução com o resfriamento até 20 °C?
8) Um corpo de prova de cobre com seção transversal retangular de 15,2 mm x 19,1 mm é
tracionado com uma força de 44500 N, produzindo apenas deformação plástica. Determine a
tensão e a deformação elástica resultante. Dado: módulo de elasticidade de 110. 109 N/m2.
9) Qual é a diferença entre os estados de equilíbrio de fases e de metaestabilidade?
10) Considere os pontos A, B e C no diagrama de fases para o cobre e o níquel, Figura 1 em anexo.
Determine à temperatura, as fases, a composição e as quantidades relativas (em termos de
frações mássicas) das fases em condições de equilíbrio para cada ponto.
11) Para uma liga contendo 40%p Sn-60%p Pb à temperatura de 150 °C (300°F), (a) quais as fases
estão presentes? (b) Qual são as composições dessas fases? (c) fração mássica e (d) fração
volumétrica. Admitir que as densidade do Pb e do Sn na temperatura de 150 °C sejam de 11,23
e 7,24 g/cm3, respectivamente.