Avaliação II - Ciência e Propriedade dos Materiais

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04/03/2022 12:53 Avaliação II - Individual
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GABARITO | Avaliação II - Individual (Cod.:687565)
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Prova 36907168
Qtd. de Questões 10
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Nota 10,00
Nos aços, os átomos de carbono ficam alojados nos interstícios da estrutura cristalina do ferro,
gerando tensões e deformação na sua estrutura cristalina. 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 limitada a 0,02%.
 ( ) A cementita é uma fase composta por lamelas intercaladas de perlita (solução sólida de carbono
no ferro) e ferrita (Fe3C).
 ( ) A fase cementita apresenta elevada dureza quando comparada à ferrita, em função da sua
estrutura ortorrômbica, com poucos sistemas de escorregamento.
 ( ) A presença de átomos de carbono dificulta o movimento das discordâncias, o que propicia
melhoria na resistência mecânica à tração.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - F - V - F.
B F - V - V - F.
C V - V - F - F.
D F - F - V - V.
Os diferentes tipos de materiais apresentam coeficientes de expansão térmica linear cujos
valores se relacionam com a energia de ligação entre seus átomos em sua estrutura. Sobre essa
propriedade térmica, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
 
( ) Considerando a relação entre a energia de ligação e o coeficiente de expansão térmica linear, é
coerente considerar de forma crescente o coeficiente de expansão térmica de acordo com a seguinte
sequência de classes de materiais: polímeros, cerâmicas e metais.
 ( ) Considerando a relação entre a energia de ligação e o coeficiente de expansão térmica linear, é
coerente considerar de forma crescente o coeficiente de expansão térmica de acordo com a seguinte
sequência de classes de materiais: cerâmicas, metais e polímeros.
 ( ) O coeficiente de expansão térmica linear dos materiais poliméricos apresenta relação com a
magnitude das ligações secundárias.
 ( ) Em um material polimérico, a livre movimentação das cadeias gera coeficientes de expansão
térmica linear muito baixos, visto que os movimentos anisotrópicos relativos das cadeias se anulam.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - F - F - V.
B F - V - V - F.
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C V - F - F - V.
D V - V - V - F.
O ensaio de difração de raios-X (DRX) é utilizado na caracterização de diversos tipos de
materiais. Os dados são apresentados em um gráfico de intensidade dos Raios-X detectados em
função do ângulo do detector, formando picos característicos de cada material. Sobre esse ensaio, é
correto afirmar:
A O espaçamento entre os picos corresponde a uma medida direta do espaçamento entre os átomos
na estrutura cristalina.
B Através do referido ensaio, é possível caracterizar diversos tipos de materiais cristalinos e
semicristalinos.
C A análise de um material A, semicristalino, quando comparada a uma segunda análise do mesmo
material A, porém, cristalino, apresentará picos característicos com maior intensidade.
D O ensaio pode ser utilizado na caracterização de um material amorfo, desde que este apresente
uma estrutura ordenada de longo alcance.
As forças magnéticas nos átomos têm sua origem nos dipolos magnéticos, que são análogos aos
dipolos elétricos. Sobre as propriedades magnéticas dos materiais, classifique V para as sentenças
verdadeiras e F para as falsas:
 
( ) Os dipolos magnéticos são originados nos movimentos orbital e de spin dos elétrons.
 ( ) Nos átomos em que as camadas eletrônicas estão completamente preenchidas, o momento de
dipolo magnético é nulo.
 ( ) Quando aplicamos um campo magnético externo (H), o movimento orbital dos elétrons é
alterado, o que gera um campo magnético (B) no material.
 ( ) Em materiais diamagnéticos, a aplicação de um campo magnético externo não tem efeito sobre o
movimento orbital dos elétrons, sendo utilizado para isolar campos magnéticos.
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - V - V - F.
B F - F - V - V.
C F - V - F - F.
D V - F - F - V.
Nos 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
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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 - V - V - F.
C V - F - F - V.
D F - F - V - F.
Um novo material artificial apresenta simultaneamente uma refração negativa e nenhuma
reflexão de onda. Conforme aprendemos na escola, quando os raios de luz atingem um copo de água,
alguns deles são curvados pela água, enquanto outros são refletidos. Com isso, os raios incidentes e
refratados acabam em lados opostos da superfície da água - isto é o que acontece com praticamente
todos os materiais na natureza. No entanto, a teoria e a prática mostram que é possível criar materiais
que violem essa norma, a exemplo do que vem sendo feito com os metamateriais da invisibilidade e
das lentes planas. De fato, Hailong He e colegas das universidades de Wuhan (China) e Texas (EUA)
construíram agora esse material com refração negativa e absorção total. A equipe sintetizou o novo
material partindo das propriedades de um semimetal de Weyl, um material quântico descoberto
recentemente que possui propriedades topológicas - o que acontece nas suas bordas é diferente do que
acontece no seu interior. Para aplicar o que aprenderam com o material quântico em um material não
metálico, a equipe criou placas superpostas de cristais fonônicos usando epóxi e outros polímeros. As
placas foram empilhadas de forma que suas estruturas acompanhem o sentido anti-horário ao longo
do eixo vertical. Com isto, o material não apenas apresenta refração negativa, como também absorve
todas as ondas acústicas dirigidas a ele, não refletindo nenhuma delas. Se um material semelhante
puder ser criado para se comportar dessa mesma maneira com as ondas de luz - e a teoria afirma que
pode - isso pode revolucionar também o campo da óptica. Considerando o exposto, classifique V para
as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A equipe desenvolveu lentes de epóxi capazes de absorver totalmente as ondas de luz incidente.
( ) A descoberta foi possível através da utilização de um material quântico. Para isso foram criadas
placas de um semimetal de Weyl. 
( ) O estudo foi realizado utilizando ondas acústicas, porém abre possibilidades para aplicações
ópticas.
( ) O material apresenta absorção total, reflexão negativa e refração de onda nula.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=material-tem-refracao-
negativa-absorcao-total-ondas&id=010160180813#.W9jW49VKgdU. Acesso em: 30 out. 2018.
A V - F - V - F.
B F - V - V - V.
C F - F - V - F.
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D V - V - F - V.
Em termos de propriedades elétricas, existem aplicações em que é necessário que o material
conduza bem a energia. Já em outras aplicações, deseja-se uma condutividade específica(semicondutores). Em outros casos, é desejável que o material tenha baixa condutividade elétrica
(isolantes). Com relação às propriedades elétricas dos materiais, assinale a alternativa CORRETA:
A Materiais supercondutores são um tipo especial de materiais, os quais apresentam uma
diminuição da resistividade elétrica com o aumento da temperatura.
B
Os materiais isolantes são classificados do acordo com a sua rigidez dielétrica [unidade de V/m],
ou seja, apresentam um valor alto de rigidez dielétrica. Na prática, se mede a tensão elétrica
máxima suportada para uma determinada espessura do material, sem que haja condução de
eletricidade.
C
Um material semicondutor é obtido a partir da mistura de um material condutor com um material
isolante. A condutividade final sempre obedece uma proporção linear de acordo com a fração em
massa de cada fase cristalina.
D Um material condutor deve apresentar elevada rigidez dielétrica, tendo em vista que na
aplicação, deverá suportar o fluxo de elétrons sem entrar em colapso.
Uma equipe da Coreia do Sul, EUA e Hong Kong descobriu uma maneira de tornar flexível a
substância natural mais dura do mundo - eles criaram agulhas flexíveis de diamante. Quando seus
cristais são reduzidos até abaixo de um micrômetro, ficando semelhantes a agulhas, o diamante pode
dobrar e esticar, de forma muito parecida com uma borracha, e depois voltar a sua forma original.
Essa descoberta deverá ter implicações para várias áreas, incluindo bioimagem e sensoriamento
médico, dispositivos optomecânicos, nanoestruturas ultrafortes e muito mais. Amit Banerjee e seus
colegas pegaram filmes finos de diamantes artificiais e entalharam pequenas agulhas, cada uma com
cerca de 300 nanômetros de altura. Quando a equipe usou a ponta de um microscópio eletrônico para
pressionar essas nanoagulhas, o que se viu é que elas podem suportar deformações de até 9%, o que é
muito próximo do limite teórico de flexibilidade dos diamantes. As nanoagulhas de diamante
monocristalino atingem uma tensão de tração máxima local significativamente superior à suportada
pelos diamantes policristalinos. "Colocar materiais cristalinos, como o diamante, sob deformações
elásticas muito grandes, como acontece quando essas peças flexionam, pode alterar suas propriedades
mecânicas, bem como propriedades térmicas, ópticas, magnéticas, elétricas, eletrônicas e reações
químicas de maneiras significativas, e [essas propriedades alteradas] podem ser usadas para projetar
materiais para aplicações específicas através da engenharia de deformação elástica", escreveu a
equipe. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A equipe desenvolveu em seu estudo nanoagulhas de diamante capazes de apresentar
deformação plástica da ordem de 9%.
( ) O diamante é um material intrinsecamente frágil. No entanto, de acordo com o estudo, é possível
gerar uma deformação elástica considerável em agulhas de diamante submicrométricas.
( ) De acordo com a equipe, a descoberta pode ter aplicações em diversas áreas, principalmente nos
processo de usinagem de metais.
( ) De acordo com a equipe, materiais cristalinos como o diamante podem apresentar alterações
significativas de propriedades quando da aplicação de forças de flexão que gerem deformações
elásticas muito grandes.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=diamante-dobrado-
esticado-volta-formato-original&id=010160180427#.W9jiktVKgdU. Acesso em: 30 out. 2018.
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A F - F - V - F.
B V - V - F - V.
C F - V - F - V.
D V - F - V - F.
O 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 F - F - V - V.
B V - V - F - V.
C V - F - F - V.
D F - V - F - F.
As propriedades elétricas dos materiais estão diretamente relacionadas com a mobilidade dos
elétrons. Em termos das características de condução de energia elétrica, os materiais podem ser
classificados como condutores, isolantes, semicondutores ou supercondutores. Sobre as propriedades
elétricas dos materiais, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Um material semicondutor apresenta espaçamento entre a banda de valência e a banda de
condução menor do que o de um material isolante.
( ) De forma geral, cerâmicas e polímeros tendem a apresentar um comportamento isolante de
energia elétrica. 
( ) O vidro de sílica (SiO2) possui propriedades elétricas interessantes, sendo bastante aplicado em
semicondutores, em substituição ao silício (Si).
( ) O alumínio (Al) pode ser considerado um semicondutor quando aplicamos uma diferença de
potencial entre 50V e 100V.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
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A V - F - F - V.
B F - V - V - V.
C V - V - F - F.
D F - F - V - F.
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