Prova N2 Quimica Geral e Ciência dos materiais

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Prova N2 Quimica Geral e Ciência dos materiais:
1 - Com a descoberta das partículas subatômicas (elétrons, nêutrons e prótons), algumas características foram atribuídas aos elementos, dentre elas, o número atômico e o número de massa. Supondo que um determinado átomo, em seu estado fundamental, apresenta número atômico igual a 13 e o número de massa igual a 27, sobre ele é correto afirmar que: 
A – Apresenta 14 elétrons. 
B – Apresenta 14 nêutrons. «----- Resposta Certa.
C – Apresenta 15 prótons.
D – Apresenta 27 elétrons.
E - |Apresenta 26 Nêutrons.
2 - Os modelos atômicos evoluíram com o avanço da ciência, passando por transformações que visavam explicar fenômenos observados. Com base no estudo da evolução dos modelos atômicos, relacione os nomes dos cientistas com os seus respectivos modelos atômicos.  
I. Dalton.
II. Thomson.
III. Rutherford.
IV. Böhr.
( ) Descoberta do núcleo e da eletrosfera.
( ) Modelo “bola de bilhar”.
( ) Modelo semelhante a um “pudim de passas” com massa positiva e partículas negativas.
( ) Elétrons giram em torno do núcleo em órbitas com diferentes níveis de energia.
A partir das relações feitas anteriormente, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
A – III – I - II – IV. «------ Resposta Certa.
B – I – IV – III – II.
C – III – IV – II – I.
D – IV – I – II - III.
E – I – II – IV – III.
3 - A estequiometria permite prever a quantidade de reagente necessária para a produção de determinada massa de produto. Isso é interessante, quando se deseja prever a quantidade de estoque necessária em uma empresa para a produção de uma quantidade determinada de produtos, por exemplo. Diante do apresentado, assinale a alternativa que determine a massa de gás oxigênio necessária para reagir com 560g de monóxido de carbono, conforme a equação: CO + O2 → CO2.
A – 640g.
B – 100g.
C – 64g.
D – 560g.
E – 320g. «------ Resposta Certa.
4 - Assim como nos materiais metálicos, as propriedades mecânicas das cerâmicas estão intimamente associadas à microestrutura e também ao processamento. As cerâmicas cristalinas ou não cristalinas em temperatura ambiente, por exemplo, sofrem fratura antes de sofrerem qualquer tipo de deformação plástica.
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre as propriedades mecânicas dos materiais cerâmicos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( )  Os materiais cerâmicos sofrem fratura frágil antes de sofrerem deformação plástica apreciável devido às ligações metálicas interatômicas fortes, que tornam este material muito rígido. 
II. ( ) O módulo de elasticidade, que é a inclinação da reta no gráfico de tensão e deformação, evidencia valores altos para os materiais cerâmicos, isto é, são materiais rígidos.
III. ( ) É desafiante medir a dureza em materiais cerâmicos, devido à fragilidade deles, porém são materiais excessivamente duros e utilizados como abrasivos.
IV. ( ) A porosidade presente nos materiais cerâmicos é um tipo de defeito que não interfere nas propriedades mecânicas deles.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
A- F; V; V; F. «--------- Resposta Certa.
B – V; V; V; F.
C – F; V; V; V.
D - V; V; F; F.
E – F; F; V; V.
5- A compreensão dos diagramas de fases para sistemas de ligas é imprescindível, pois existe uma notável correlação entre a microestrutura e as propriedades mecânicas, sendo o desenvolvimento da microestrutura em uma liga relacionada às características do seu diagrama de fases. Os diagramas de fases, por conseguinte, fornecem informações valiosas sobre os fenômenos da fusão, fundição e cristalização.
 
Com relação aos conceitos elementares, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
                                               
1. (   ) A solução sólida consiste em pelo menos dois tipos diferentes de átomos; onde os átomos de solvente ocupam posições substitutivas ou intersticiais no retículo cristalino do soluto.
2. (   ) O conceito de limite de solubilidade é importante, pois a adição de soluto em excesso pode resultar na formação de uma outra solução sólida de outro composto.
3. (  ) Defini-se uma fase como uma parte homogênea de um sistema que possui características físicas e químicas uniformes. Assim, todo material que é puro pode ser considerado como sendo uma fase, mas toda liga metálica é heterogênea (mais de uma fase).
4. (  ) Ligas binárias são mais usualmente trabalhadas, devido à simplicidade das mesmas, onde três regiões estão presentes nesses diagramas: um campo alfa, um campo líquido e um campo bifásico.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
A- F; V; V; V. «----- Resposta correta. A alternativa está correta, pois se tomarmos como exemplo uma mistura de açúcar com água, após atingir o limite de solubilidade deste soluto na água, formar-se-á um corpo de fundo (açúcar decantado). Portanto, dois sistemas e duas fases distintas são apresentados (água e açúcar e o corpo de fundo). As ligas metálicas são soluções sólidas de metais diferentes; por conseguinte, trata-se de compostos heterogêneos.
6- Analise as estruturas a seguir:
 
Fonte: Adaptada de Kuno Toming / 123RF.
 
Os materiais sólidos e metálicos presentes em nosso cotidiano (alumínio, ferro, magnésio, cobre) são categorizados segundo a regularidade pela qual seus átomos estão arranjados uns em relação aos outros. Assim, essas disposições de átomos podem ser encontradas como tipo (1), (2) e (3) nas imagens acima. Nesse contexto, analise as afirmativas a seguir:
 
1. As estruturas 1, 2 e 3 referem-se, respectivamente, à CCC, CFC e HC.
2. As três estruturas explanadas acima são exemplos de diferentes células unitárias, isto é, representações mais simples de uma pequena unidade da rede cristalina de um sólido metálico.
3. O fator de empacotamento, que pode variar de 0 a 1, depende essencialmente de três fatores: Número de átomos (modelo esfera rígida), volume dos átomos e o raio dos mesmos.
4. As propriedades dos sólidos cristalinos do nosso cotidiano não dependem da estrutura cristalina destes materiais.
 
Está correto o que se afirma em: 
A- II e III, apenas. «----- Resposta correta. A alternativa está correta, pois a célula unitária é uma escolha conveniente e simplificadora para representar a simetria da estrutura cristalina. O fator de empacotamento, por sua vez, como refere-se ao nível de ocupação de átomos representados por esferas rígidas em uma célula unitária, logo irá depender desses três fatores.
7 - Em projetos de engenharia, ao se deparar com uma situação em que pilares são submetidos a esforços de compressão, faz-se necessário que o engenheiro avalie a flambagem. A flambagem ocorre quando a peça sofre uma flexão transversalmente em decorrência de uma compressão axial. Esta, por sua vez, é considerada uma instabilidade elástica. Se pegarmos uma régua, por exemplo, e submetermos a tensões de compressão, a depender da régua ela poderá flambar apresentando uma encurvadura. 
 
Fonte: Adaptada de Olga Popova / 123RF.
 
Acerca desse ponto, assinale a alternativa correta: 
A – A tensão crítica para a ocorrência da flambagem não depende da tensão de escoamento do material, mas sim do seu módulo de Young e do seu comprimento.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a flambagem não depende do escoamento, uma vez que não adentra na região plástica. O foco, efetivamente, é o módulo de elasticidade, de rigidez, pois quanto menor for esse, maior será a tendência a flambar (menor resistência a deflexão) atrelado ao comprimento do corpo de prova.
8- As ligações químicas interferem em diversas características das substâncias formadas. Por exemplo, os compostos iônicos são sólidos, já as moléculas formadas por ligações covalentes podem existir nas fases sólida, líquida ou gasosa. A que se deve a propriedade que todo metal possui de conduzir calor? Assinale a alternativa correta: 
C – à existência de elétrons livres.
Resposta correta. A alternativa escolhidaestá correta, pois a existência de elétrons livres no modelo “mar de elétrons” é responsável pelas propriedades de condução de calor e eletricidade dos metais. Isso ocorre uma vez que os elétrons da camada de valência ficam livres para se movimentar através da estrutura metálica.
9- Alguns conceitos-chave da física e da ciência dos materiais são muito empregados no meio corporativo e até em nosso dia a dia. Por exemplo, “ser uma pessoa resiliente”, ou ser alguém “tenaz” e até mesmo “ser alguém frágil” são frases corriqueiras. Importante entendê-las na origem e nas suas aplicações técnicas. Nesse contexto, associe cada conceito ao seu respectivo sentido físico:
 
1. Resiliência
2. Tenacidade
3. Ductilidade
 
(  ) Capacidade de absorver  energia por unidade de volume em regime elástico, retornando ao estado inicial ao cessar a carga.
(  ) Quantidade de energia absorvida até a tensão de ruptura do material.
(  ) Grau de alongamento provocado até a ruptura do material.
 
A partir das relações feitas anteriormente, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
B- 1,2,3. 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a Capacidade de absorver energia por unidade de volume em regime elástico, retornando ao estado inicial ao cessar a carga = Resiliência. Quantidade de energia absorvida até a tensão de ruptura do material = Tenacidade. O contrário da tenacidade é a fragilidade, isto é, os materiais cerâmicos são frágeis e logo pouco tenazes.
10- No princípio do século XX, o conceito de luz foi incorporado definitivamente à luz. Por conseguinte, possibilitou-se o desenvolvimento do conhecimento sobre estruturas cristalinas mediante a utilização de técnicas de difração de raio-X. Estas técnicas possibilitam a obtenção de informações relevantes para a caracterização dos materiais. A figura abaixo mostra o funcionamento de um tubo de raio-X.
 
 
Fonte:  Hmilch (2008). Disponível em: < https://www.google.com/url?q=https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Roentgen-Roehre.svg&sa=D&source=hangouts&ust=1581352041418000&usg=AFQjCNF__oPxEfiUd5Lx22Kmh1p-sK8vTA>. Acesso em: 09 fev. 2020.  
 
 
A partir do exposto, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
1. Com a utilização dessa técnica, pode-se obter informações acerca das dimensões das células unitárias, presença de defeitos e orientação da rede cristalina.
 
Porque
 
1. Uma vez que o feixe incida sobre um conjunto de átomos ordenados (estrutura amorfa), se este feixe monocromático tiver comprimento de onda com valor semelhante aos espaçamentos entre tais átomos, então ocorrerá apenas interferências destrutivas.
 
 A seguir, assinale a alternativa correta: 
A- A asserção I é uma proposição verdadeira e a asserção II é uma proposição Falsa.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois os raios-x fazem parte do espectro da radiação eletromagnética, assim como as ondas de rádio, microondas, infravermelho, etc. Este ensaio, por sua vez, consiste em uma técnica útil de caracterização dos materiais para o âmbito da engenharia.