A2 Ciência dos Materiais

Prévia do material em texto

Local: Sala 2 - TJ - Prova On-line / Andar / Polo Tijuca / POLO UVA TIJUCA 
Acadêmico: EAD-IL30062-20212A
Aluno: BEATRIZ COBUCCI LOPES BERNARDES 
Avaliação: A2-
Matrícula: 20201300860 
Data: 18 de Junho de 2021 - 08:00 Finalizado
Correto Incorreto Anulada  Discursiva  Objetiva Total: 8,00/10,00
1  Código: 38341 - Enunciado: "O ônibus espacial usa um sistema de proteção térmica elaborado para proteger
os astronautas, em seu interior, do calor da reentrada na atmosfera terrestre. Durante a reentrada, o ônibus
espacial atinge uma velocidade tão alta quanto 27.350 Km/h. Os materiais, na parte externa do ônibus
espacial, passam, rapidamente, de temperaturas no espaço próximas ao zero absoluto, para temperaturas
tão elevadas quanto 1.650°C. Na parte externa do ônibus espacial, são utilizados materiais que visam
fornecer um excelente isolamento térmico. No entanto, o nariz do ônibus espacial e o bordo de ataque das
asas sofrem o maior aquecimento durante a reentrada. O material usado para essas áreas é altamente
especializado devido à sua habilidade única de conduzir em uma direção e de isolar em outra." (Fonte:
NEWELL, J. Fundamentos da moderna engenharia e ciências dos materiais. Rio de Janeiro: LTC, 2010.)  
Com base no exposto,  marque a alternativa que apresenta corretamente a categoria do material  utilizado
no nariz do ônibus espacial.
 a) Ligas metálicas.
 b) Cerâmicas avançadas.
 c) Polímeros.
 d) Compósitos.
 e) Madeira.
Alternativa marcada:
b) Cerâmicas avançadas.
Justificativa: Resposta correta: Compósitos. É uma característica típica de uma cerâmica avançada. Um
material identificado com o compósito é composto por pelo menos dois dos materiais que descrevemos,
como os polímeros, os metais e as cerâmicas. Esse material deve ter, necessariamente, propriedades que os
materiais, separadamente, têm. Além disso, adquirem características e propriedades superiores às dos
materiais separados. Por isso, são considerados materiais de grande relevância para a engenharia e,
consequentemente, para a sociedade. Alguns materiais são naturalmente considerados compósitos, tais
como os ossos, as conchas e a madeira. Como exemplo de compostos desenvolvidos pelos avanços da
engenharia e da ciência dos materiais, podemos citar o Forged Composities ®, que é um compósito
constituído de resina do tipo epóxi e fibra de carbono, desenvolvido pela parceria Lamborghini”.Os
compósitos são formados por dois ou mais materiais com o objetivo de combinar propriedades de diferentes
materiais. Os compósitos dão origem a propriedades que não são encontradas em nenhum dos materiais
individualmente, sendo a mais adequável para a questão citada. 
Distratores: Polímeros. Errada. Polímeros de alta densidade não possuem característica isolantes e ao
mesmo tempo resistentes a uma imensa amplitude de temperatura. Em altas temperaturas o material iria se
degradar.   Ligas metálicas. Errada. Ligas metálicas não funcionam como isolantes térmico tampouco como
isolantes elétricos. Madeira. Errada. Madeira não são resistentes a altas temperaturas como as descritas no
texto.Cerâmicas avançadas. Incorreta, pois na cerâmica avançada, os materiais são produzidos a partir de
matérias-primas com muita pureza, como  óxidos, compostos de Boro, nitretos, óxidos. O produto final
apresenta características superiores, como a alta capacidade de resistir a temperaturas elevadas, capazes de
fundir o aço, além da resistência a grande parte dos corrosivos químicos.
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2  Código: 35407 - Enunciado: Ao selecionar ou projetar um material para determinada aplicação, uma série de
fatores precisa ser considerada. Como fator inicial, deve-se listar a quais condições de operação o material
será submetido e definir as propriedades requeridas para tal aplicação. Para que uma seleção seja bem
construída, as variáveis desse processo necessitam que a decisão seja tomada com base nos limites e nas
restrições do problema. Partindo dessa premissa, os critérios de escolha são ventilados. Considerando os
critérios de seleção de materiais, pode-se afirmar que:
 a) O processo de seleção de materiais envolve uma análise somente das propriedades físicas do
material a ser escolhido. As propriedades químicas são irrelevantes para as aplicações na engenharia, pois
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são desconsideradas as interações químicas desse material com o meio ambiente.
 b) Um fator de relevância secundária é o econômico. Nesse sentido, a empresa ou instituição que
propõe desenvolver um novo material de engenharia não necessita apurar o lucro dos produtos de venda
com base nos insumos necessários para a fabricação e desenvolvimento.
 c) Os metais não são ideais para fabricação de copos. A despeito de terem alta resistência mecânica, são
bons condutores de calor, o que não é adequado para os usuários, uma vez que são potenciais causadores
de acidentes com risco de queimaduras.
 d) Outro fator importante na escolha de um material refere-se ao tipo de deterioração das propriedades
que ele poderá sofrer enquanto estiver em serviço. Suas propriedades não são afetadas, independentemente
das condições e ou/fatores ambientais a que ele é exposto.
 e) Um copo pode ser fabricado de polímero, por exemplo. Se o objetivo for acondicionar a bebida
quente, qualquer polímero pode ser usado para esse processo, dado que esse material pode resistir
facilmente a altas temperaturas em virtude dos tipos de ligações químicas.
Alternativa marcada:
c) Os metais não são ideais para fabricação de copos. A despeito de terem alta resistência mecânica, são
bons condutores de calor, o que não é adequado para os usuários, uma vez que são potenciais causadores
de acidentes com risco de queimaduras.
Justificativa: Resposta correta: Os metais não são ideais para fabricação de copos. A despeito de terem alta
resistência mecânica, são bons condutores de calor, o que não é adequado para os usuários, uma vez que
são potenciais causadores de acidentes com risco de queimaduras. O copo de metal pode ficar muito quente
com líquidos em altas temperaturas, dado que os metais são bons condutores térmicos. 
Distratores: Um copo pode ser fabricado de polímero, por exemplo. Se o objetivo for acondicionar a bebida
quente, qualquer polímero pode ser usado para esse processo, dado que esse material pode resistir
facilmente a altas temperaturas em virtude dos tipos de ligações químicas. Errada, pois nem todos os
polímeros têm resistência a altas temperaturas, pois podem se decompor pela ação térmica.Outro fator
importante na escolha de um material refere-se ao tipo de deterioração das propriedades que ele poderá
sofrer enquanto estiver em serviço. Suas propriedades não são afetadas, independentemente das condições
e ou/fatores ambientais a que ele é exposto. Errada, pois os metais podem sofrer corrosão, que pode
provocar a deterioração do material e, como severas consequências, acidentes.Um fator de relevância
secundária é o econômico. Nesse sentido, a empresa ou instituição que propõe desenvolver um novo
material de engenharia não necessita apurar o lucro dos produtos de venda com base nos insumos
necessários para a fabricação e desenvolvimento.   Errada, pois o fator de maior relevância é, provavelmente,
o econômico.O processo de seleção de materiais envolve uma análise somente das propriedades físicas do
material a ser escolhido. As propriedades químicas são irrelevantes para as aplicações na engenharia, pois
são desconsideradas as interações químicas desse material com o meio ambiente.  Errada, pois a tomada de
decisão envolve o estudo das propriedades físicas (ex.: resistência mecânica) e químicas (resistência à
corrosão, decomposição química etc.).
3  Código: 35253 - Enunciado: "Defeitos na estrutura cristalina são imperfeições ou 'erros' no arranjo periódico
dos átomos em um cristal. Podem envolver irregularidades na posição dos átomos ou em sua natureza. O
tipo e a quantidade de defeitos dependem do material, do meio ambiente e das circunstâncias sob as quais
o material é processado."  
(Fonte:PADILHA, F. A. Materiais de engenharia microestrutura e propriedades. Portugal: Humus, 2000. ) 
Com base no exposto, marque a alternativa que apresenta corretamente um exemplo de defeito linear ou de
dimensão um.
 a) Contornos de grão.
 b) Impureza substitucional.
 c) Lacuna.
 d) Impureza intersticial.
 e)  Discordância.
Alternativa marcada:
e)  Discordância.
Justificativa: Resposta correta: Discordância. Trata-se de um defeito linear ou de dimensão um.  
Distratores: Lacuna. Errada, pois trata-se de um defeito puntiforme (associado com uma ou duas posições
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atômicas).Impureza intersticial. Errada, pois trata-se de um defeito em que um átomo é encontrado em um
ponto do reticulado cristalino.Impureza substitucional. Errada, pois trata-se de um defeito em que os átomos
de soluto substituem uma parte dos átomos de solvente no reticulado.Contornos de grão. Errada, pois trata-
se de contornos entre dois cristais sólidos da mesma fase. 
4  Código: 35408 - Enunciado: Alguns materiais, sejam eles metais, não metais ou metaloides, podem ter mais
de uma estrutura cristalina. Esse fenômeno é tecnicamente denominado como polimorfismo. Se
considerarmos esses sólidos na forma elementar, podemos dar o nome de alotropia a esse fenômeno. Um
exemplo clássico é encontrado com o carbono, que tem o grafite, que é polimorfo nas condições ambientais,
diferente do diamante, que é produzido em condições de pressão altíssimas. Considerando o polimorfismo e
a alotropia, pode-se afirmar que:
 a) Um exemplo importante de alotropia é a sílica (SiO ), que tem mais de uma estrutura cristalina. Por
isso, apresenta várias formas alotrópicas.
 b) Um exemplo que bem ilustra a polimorfia devida à variação da estrutura são as formas polimórficas
do grafite e do diamante. Por isso, ambos os compostos têm propriedades mecânicas bem distintas.
 c) O enxofre é um elemento que tem variações polimórficas. As estruturas das moléculas ocorrem em
forma de anel com oito átomos de enxofre (S8), porém possuem arranjos diferentes entre si, originando
assim diferentes cristais.
 d) Um metal comum que apresenta uma mudança polimórfica é o estanho. O estanho branco, que tem
estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado à temperatura ambiente transforma-se a 13,2 C no estranho
cinza, que tem cristalina semelhante à do diamante.
 e) O ferro é um dos principais materiais metálicos que apresentam o fenômeno da alotropia. Essa
variação alotrópica é muito importante em processos metalúrgicos, pois permite a mudança de certas
propriedades do aço.
Alternativa marcada:
e) O ferro é um dos principais materiais metálicos que apresentam o fenômeno da alotropia. Essa variação
alotrópica é muito importante em processos metalúrgicos, pois permite a mudança de certas propriedades
do aço.
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Justificativa: Resposta correta: O ferro é um dos principais materiais metálicos que apresentam o fenômeno
da alotropia. Essa variação alotrópica é muito importante em processos metalúrgicos, pois permite a
mudança de certas propriedades do aço.As formas alotrópicas do ferro têm propriedades mecânicas
distintas. 
Distratores:Um exemplo importante de alotropia é a sílica (SiO ), que tem mais de uma estrutura cristalina.
Por isso, apresenta várias formas alotrópicas. Errada, pois a sílica apresenta formas polimórficas e não
alotrópicas.Um metal comum que apresenta uma mudança polimórfica é o estanho. O estanho branco, que
tem estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado à temperatura ambiente transforma-se a 13,2 C no
estranho cinza, que tem cristalina semelhante à do diamante. Errada, pois o estanho apresenta formas
alotrópicas e não polimórficas.O enxofre é um elemento que tem variações polimórficas. As estruturas das
moléculas ocorrem em forma de anel com oito átomos de enxofre (S8), porém possuem arranjos diferentes
entre si, originando assim diferentes cristais. Errada, pois o enxofre apresenta formas alotrópicas e não
polimórficas.Um exemplo que bem ilustra a polimorfia devida à variação da estrutura são as formas
polimórficas do grafite e do diamante. Por isso, ambos os compostos têm propriedades mecânicas bem
distintas. Errada, pois o carbono apresenta formas alotrópicas e não polimórficas.
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5  Código: 38339 - Enunciado: As bebidas gaseificadas podem ser comercializadas em latas de alumínio
(metal), garrafas de vidro (cerâmico) e de plástico (polímero). Se você tem a sensação de que seu refrigerante
favorito é melhor na garrafa de vidro do que na de plástico, fique tranquilo, pois não é frescura, mas um
palpite cientificamente correto, porque:   
I – O vidro é um material impermeável e de grande inércia química, ou seja, demora anos para interagir
quimicamente com o conteúdo.II - A não condutibilidade térmica do material cerâmico conserva valores
importantes da qualidade sensorial.III – O vidro é translúcido e por isso não é recomendável para
acondicionar materiais que sejam sensíveis a radiação UV.  
Está correto apenas o que se afirma em:
 a) I, II e III.
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 b) I e II.
 c) II e III.
 d) I.
 e) I e III.
Alternativa marcada:
e) I e III.
Justificativa: Resposta correta:  I, II e III. 
I está correta, pois o vidro não apresenta alta reatividade à maioria dos compostos químicos e, além isso, é
um material que não permite a passagem de água e demais solventes.II está correta, pois os materiais
cerâmicos são condutores térmicos. Por isso, esse material é usado em altos fornos da indústria siderúrgica e
em refratários de louças domésticas. III está correta, pois por serem translúcidos, permitem a passagem de
luz UV, que pode degradar materiais sensíveis a este catalisador, tais como, reagentes químicos e alimentos.
6  Código: 35255 - Enunciado: O comportamento e o tempo de vida útil de metais, cerâmicas e polímeros
dependem das condições ambientais a que estão expostos. As ligas metálicas são compostas por um ou mais
elementos metálicos (por exemplo, ferro, alumínio, cobre, ouro, níquel etc.) e, com frequência, também por
elementos não metálicos (por exemplo, carbono, nitrogênio e oxigênio) em quantidades relativamente
pequenas. Os átomos nos metais e suas ligas estão arranjados/estruturados de uma maneira muito
ordenada e, em comparação com as cerâmicas e aos polímeros, são relativamente densos. Considerando o
exposto sobre ligas metálicas, pode-se inferir que: 
 a) Os metais mantêm suas propriedades mecânicas mesmo sob temperaturas acima da temperatura de
seu ponto de fusão, o que os torna mais indicados para o uso em altas temperaturas.
 b) A temperatura pode afetar a estabilidade química e as propriedades mecânicas dos materiais, mas
não tem efeito sobre as propriedades elétricas, ópticas ou magnéticas.  
 c) Quando materiais metálicos e cerâmicos são submetidos ao esforço mecânico constante, em
temperaturas acima da metade de sua temperatura de fusão, ocorre o mecanismo de deformação conhecido
como fadiga.
 d) Na cristalização controlada, um agente nucleante (óxidos de metais, óxidos de ametais e metais) é
dissolvido no vidro, sendo a mistura, em seguida, submetida a temperaturas que variam de 500 °C a 1.100 °C.
 e) A degradação em meio líquido ocorre somente em materiais metálicos, uma vez que cerâmicas e
polímeros são resistentes a diversos agentes corrosivos, tais como os ácidos.
Alternativa marcada:
d) Na cristalização controlada, um agente nucleante (óxidos de metais, óxidos de ametais e metais) é
dissolvido no vidro, sendo a mistura, em seguida, submetida a temperaturas que variam de 500 °C a 1.100 °C.
Justificativa: Resposta correta: Na cristalização controlada, um agente nucleante (óxidos de metais, óxidos
de ametais e metais) é dissolvido no vidro, sendo a mistura, em seguida, submetida a temperaturas que
variam de 500 °C a 1.100 °C.O agente nucleante foi fundido com o vidro. Estará distribuído por toda a peça e a
cristalização do vidro será completa. 
Distratores: Os metais mantêm suas propriedades mecânicas mesmo sob temperaturas acima da
temperatura de seu ponto de fusão, o queos torna mais indicados para o uso em altas temperaturas.  Errada.
Os metais perdem suas propriedades, pois têm seu estado físico alterado. A degradação em meio líquido
ocorre somente em materiais metálicos, uma vez que cerâmicas e polímeros são resistentes a diversos
agentes corrosivos, tais como os ácidos. Errada. Esse fenômeno pode ocorrer com todos esses
materiais. Quando materiais metálicos e cerâmicos são submetidos ao esforço mecânico constante, em
temperaturas acima da metade de sua temperatura de fusão, ocorre o mecanismo de deformação conhecido
como fadiga. Errada. Esse fenômeno é típico dos materiais metálicos. A temperatura pode afetar a
estabilidade química e as propriedades mecânicas dos materiais, mas não tem efeito sobre as propriedades
elétricas, ópticas ou magnéticas. Errada. A temperatura pode alterar propriedades elétricas, óticas e
magnéticas.
1,50/ 1,50
7  Código: 35571 - Enunciado: As bebidas carbonatadas têm como solvente a água e, como soluto, o gás
carbônico e aditivos que têm o objetivo de dar sabor e coloração ao produto. Dentre as bebidas
carbonatadas, temos águas com sabor, refrigerantes, água gaseificada, água tônica, dentre outras
1,50/ 1,50
bebidas.Considerando o exposto, pode-se inferir que:
 a) Dentre as embalagens adequadas para o acondicionamento de bebidas carbonatadas, temos as de
vidro, que assumem variados tamanhos e formas, mas não preservam as propriedades do líquido.
 b) Os recipientes de vidro não são versáteis em relação ao tipo de conteúdo, já que podem acondicionar
somente bebidas gaseificadas, como os refrigerantes.
 c) Garrafas de plástico podem ser uma alternativa para essa função, já que o plástico não interage, de
forma alguma, com o CO . Ou seja, o plástico é inerte com relação ao dióxido de carbono.
 d) As bebidas carbonatadas também são normalmente acondicionadas em latas de alumínio, que têm
boa resistência à corrosão (difícil oxidação), além de baixa densidade, que facilita o transporte e o
acondicionamento.
 e) Uma garrafa de vidro tem quantidades muito exatas de determinados constituintes, dependendo da
forma, do tamanho e da finalidade para a qual é produzida. Por isso, as embalagens de vidro não podem ser
recicladas.
Alternativa marcada:
d) As bebidas carbonatadas também são normalmente acondicionadas em latas de alumínio, que têm boa
resistência à corrosão (difícil oxidação), além de baixa densidade, que facilita o transporte e o
acondicionamento.
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Justificativa: Resposta correta: As bebidas carbonatadas também são normalmente acondicionadas em
latas de alumínio, que têm boa resistência à corrosão (difícil oxidação), além de baixa densidade, que facilita
o transporte e o acondicionamento. O alumínio tem baixa densidade, está pouco suscetível à corrosão e
preserva as propriedades das bebidas. 
Distratores:Dentre as embalagens adequadas para o acondicionamento de bebidas carbonatadas, temos as
de vidro, que assumem variados tamanhos e formas, mas não preservam as propriedades do líquido. Errada,
pois a interação do material carbonatado com o vidro é desprezível e, por isso, preserva a propriedades do
líquido. Garrafas de plástico podem ser uma alternativa para essa função, já que o plástico não interage, de
forma alguma, com o CO . Ou seja, o plástico é inerte com relação ao dióxido de carbono. Errada, as garrafas
de plástico não são adequadas para esse fim, dado que é um material de difícil vedação, além de o CO poder
interagir com a estrutura da embalagem.Uma garrafa de vidro tem quantidades muito exatas de
determinados constituintes, dependendo da forma, do tamanho e da finalidade para a qual é produzida. Por
isso, as embalagens de vidro não podem ser recicladas. Errada, pois as embalagens de vidro podem ser
recicladas.Os recipientes de vidro não são versáteis em relação ao tipo de conteúdo, já que podem
acondicionar somente bebidas gaseificadas, como os refrigerantes. Errada, pois as embalagens de vidro são
muito versáteis e podem acondicionar praticamente todos os tipos de líquidos alimentícios, gaseificados ou
não.
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8  Código: 35226 - Enunciado: Materiais refratários são cerâmicas obtidas de matérias-primas tais como a
cromita, principal mineral do cromo, aluminossilicatos hidratados, cuja composição varia de 20% a 45% de
alumina (Al2O3), 50% a 80% de sílica (SiO2) e outros minerais em pequenas quantidades, e a zircônia (ZrO2).
Essas cerâmicas especiais, por exemplo, são utilizadas no avião supersônico, a partir da utilização de um
metal raro no mundo, porém extremamente abundante no Brasil, o nióbio: o mais leve dos metais que
formam óxidos refratários. Considerando os materiais refratários, pode-se afirmar que:
 a) Materiais refratários suportam elevadas temperaturas e são dimensionalmente estáveis.
 b) Materiais refratários suportam elevadas temperaturas, mas não apresentam estabilidade
dimensional
 c) Materiais refratários não suportam temperaturas elevadas e são dimensionalmente estáveis.
 d) Materiais refratários não apresentam estabilidade química e dimensional.
 e) Materiais refratários não apresentam estabilidade física e química.
Alternativa marcada:
a) Materiais refratários suportam elevadas temperaturas e são dimensionalmente estáveis.
Justificativa: Resposta correta: Materiais refratários suportam elevadas temperaturas e são
dimensionalmente estáveis. Correta, pois, como suportam temperaturas elevadas, são dimensionalmente
estáveis.  
Distratores:Materiais refratários não apresentam estabilidade física e química. Errada, pois apresentam
estabilidade química e física devido à natureza das ligações químicas (iônicas e covalentes).Materiais
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refratários não suportam temperaturas elevadas e são dimensionalmente estáveis. Errada, pois são
dimensionalmente estáveis e, por isso, suportam temperaturas elevadas.Materiais refratários suportam
elevadas temperaturas, mas não apresentam estabilidade dimensional. Errada, pois são dimensionalmente
estáveis e, por isso, suportam temperaturas elevadas.Materiais refratários não apresentam estabilidade
química e dimensional. Errada, pois materiais refratários apresentam estabilidade química e física devido à
natureza das ligações químicas (iônicas e covalentes).