Avaliação Final Discursiva

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1 - Questão: O processo de cementação dos aços consiste na introdução de átomos de carbono na rede 
cristalina dos aços. Esse processo é comumente utilizado na indústria metalmecânica para obtenção de peças 
com superfície de alta dureza, melhorando as suas características técnicas para aplicação em condições que 
envolvam atrito, por exemplo. Uma determinada liga de aço carbono apresenta temperatura de austenitização 
de 680 °C. Acima dessa temperatura, a estrutura cristalina do ferro passa de cúbico de corpo centrado (CCC) 
para cúbico de faces centradas (CFC). Essa mudança implica, além de alterações no arranjo dos átomos de ferro 
da estrutura, uma mudança no coeficiente de difusão (D) do carbono na estrutura do ferro. Considerando a 
constante dos gases (R) igual a 1,987 cal/mol•K, determine: a) O coeficiente de difusão (D) para o aço carbono, 
quando este se encontra a uma temperatura de 60 °C ACIMA da temperatura de austenitização. 
b) O coeficiente de difusão (D) para o aço carbono, quando este se encontra a uma temperatura de 60 °C 
ABAIXO da temperatura de austenitização. 
c) Em qual das duas temperaturas é possível obter um menor tempo de processamento, considerando que a 
velocidade de cementação é proporcional ao coeficiente de difusão? Justifique. 
 
 
 
a) D = 0,21 e – 33800 
 1,987x(680+60+273) 
 D = 0,21 e – 33800 
 1,987x1013 
 D = 1,07x10 -5 cm2/s 
 
b) D = 0,0079 e – 18100 
 1,97x(680-60+273) 
 D = 0,0079 e – 18100 
 1,987x893 
 D = 2,93x10 -7 cm2/s 
 
c) Analisando os resultados obtidos podemos notar que o coeficiente de difusão (cm2/s) é maior para a 
temperatura 740ºC (893k), ou seja, 2,93x10 -7. 
Se entendermos que a velocidade de cementação é proporcional ao coeficiente de difusão, o tempo necessário 
para obtenção da mesma espessura cementada será menor para a temperatura mais baixa, nesta condição 
onde a estrutura cristalina do ferro é do tipo cubico de corpo centrado (CCC) 
 
2 - Questão: O manômetro é o instrumento utilizado na mecânica dos fluidos para se efetuar a medição da 
pressão efetiva ou manométrica. Com base no manômetro ilustrado na figura a seguir, determine a diferença de 
pressão (delta P) entre os pontos A e B. Todos os fluidos estão a temperatura de 20 ºC. Assuma g=10 m/s². 
 
Dados: 
Densidade do benzeno = 864 kg/m³ 
Densidade do mercúrio = 13600 kg/m³ 
Densidade do querosene = 785 kg/m³ 
Densidade da água = 1000 kg/m³ 
Densidade do ar = 1,2 kg/m³ 
 
 
 
 
Teorema de Stevin 
∆P = γ ⋅ ∆h ou ∆P = d.g. ∆h 
 
Onde, 
 
∆P: variação da pressão hidrostática (Pa) 
γ: peso específico do fluido (N/m3) 
d: densidade (Kg/m3) 
g: aceleração da gravidade (m/s2) 
∆h: variação da altura da coluna de líquido (m) 
 
PA + (864x10x0,2) – (13600x10x0,08) - (785x10x0,2) + (1000x10x0,26) – (1,2x10x0,09) – PB 
PA – PB = ∆P = A-B = 9065,08 Pa 
 
Anotação; 
O resultado positivo de 9065,08 Pa consequentemente a pressão do ponto A deverá ser maior que a do ponto 
B.