Atividade 4 (A4)_ QUÍMICA GERAL E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS

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222RGR2961A - QUÍMICA GERAL E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
Minhas Disciplinas 222RGR2961A - QUÍMICA GERAL E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS UNIDADE 4 Atividade 4 (A4)
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Iniciado em segunda, 14 nov 2022, 01:01
Estado Finalizada
Concluída em segunda, 14 nov 2022, 01:16
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empregado
15 minutos 16 segundos
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Atualmente, os compósitos poliméricos reforçados com fibras de carbono estão sendo
empregados veementemente em carcaças de motores a jato, vasos de pressão e componentes
estruturais de aeronaves. As fibras de vidro, por outro lado, são empregadas nas indústrias de
transporte e pisos industriais. Com base nessas duas fibras, assinale a alternativa correta.
I. Como fibra, o vidro é relativamente resistente e, quando incorporado em uma matriz de
plástico, produz um compósito com alta resistência. No entanto, a maioria dos materiais em fibra
de vidro está limitada à temperatura de serviço abaixo de 200 ℃.
II. As fibras de carbono têm as maiores resistências específicas dentre todas as fibras de reforço
e, em temperaturas ambientes, essas fibras não são afetadas pela umidade ou por alguns
solventes importantes como, por exemplo, ácidos e bases.
III. Enquanto a fibra de carbono está limitada pelas baixas temperaturas de trabalho, a fibra de
vidro está limitada pelo alto custo.
IV. As fibras de vidro se enquadram melhor na categoria de materiais cerâmicos, pois possuem
uma resistência térmica mais apropriada para as aplicações mencionadas. Por outro lado, as
fibras de carbono são enquadradas, efetivamente, na categoria de materiais compósitos.
Está correto o que se afirma em:
a. I, apenas.
b. I e II, apenas.
c. II, apenas.
d. I, III e IV, apenas.
 
e. I, II e IV, apenas.
Os polímeros são usados em uma vasta variedade de aplicações, tais como em materiais de
construção, em embalagens, brinquedos, no processamento de microeletrônicos, dentre outros.
Dessa maneira, a maioria dos engenheiros terá que trabalhar com polímeros em algum momento
da carreira.
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre as propriedades mecânicas dos materiais poliméricos,
analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
 
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
I. ( ) “A” elucida um comportamento tensão-deformação de um polímero frágil, no qual ele
fratura enquanto se deforma elasticamente.
II. ( ) “B”, que é um plástico, demonstra um comportamento semelhante ao de muitos materiais
metálicos.
III. ( ) “C” ilustra um comportamento totalmente plástico típico das borrachas, exibido pelas
classes de polímeros denominadas elastômeros.
IV. ( ) Os polímeros, diferentemente dos metais, não são sensíveis à temperatura e à natureza
química do ambiente (água, oxigênio e solventes orgânicos).
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
a. F, V, V F.
b. V, V, V, F.
c. F, V, V, F.
d. F, V, V, V.
e. V, V, F, F.
Os polímeros podem ser divididos em várias categorias, e para cada uma existe uma diversa
gama de aplicações. Dentro desse contexto, os vários tipos de polímeros compreendem os
plásticos, os elastômeros, as fibras, os adesivos, as espumas e os filmes. É papel do engenheiro
conhecer um pouco dessas aplicações, associando-as com as estruturas e peculiaridades dos
polímeros.
 
A partir disso, analise as afirmativas a seguir:
I. Os plásticos (polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila, poliestireno, poliéster) são mais
empregados e podem ser subclassificados em termofixos, termoplásticos e termo vidros.
II. Embora a borracha natural seja muito utilizada, o elastômero sintético mais importante é o
SBR, usado predominantemente em pneus de automóveis com aditivos.
III. Os filmes possuem uma ampla aplicação como sacos para embalagem de produtos
alimentícios, e as características importantes são: alto grau de flexibilidade, resistência à tração e
ao rasgamento e alta permeabilidade a alguns gases, especialmente vapor d’água.
IV. As espumas são geralmente utilizadas como almofadas em automóveis, colchões e
embalagens e como isolantes térmicos. Os materiais termoplásticos e termofixos são
empregados como espumas; como, por exemplo, o poliuretano, que tem pequenos poros e
bolhas de gases aprisionados.
Está correto o que se afirma em:
a. I, III e IV, apenas.
b. I e II, apenas.
c. I, II e III, apenas.
d. II e IV, apenas.
e. I, II e IV, apenas.
As propriedades dos compósitos de engenharia dependerão das propriedades da matriz, bem
como das propriedades inerentes à fase dispersa. Sendo assim, faz-se imprescindível o
conhecimento de ambas as fases e as suas classificações. Neste contexto, analise as afirmativas
a seguir:
I. A matriz é classificada em três categorias: PMC, CMC e MMC, sendo estas poliméricas,
cerâmicas e metálicas, respectivamente.
II. Com relação à subclassificação, os compósitos podem ser reforçados com partículas, fibras e
nanocompósitos.
III. CTFDO é um acrônimo que sintetiza os diferentes tipos de influência da geometria da fase
dispersa na matriz (concentração, tamanho, forma, distribuição e orientação).
IV. No que tange à fase fibra, esta pode ser classificada em três subcategorias: whiskers, fibras e
arames.
Está correto o que se afirma em:
a. I e II, apenas.
b. I, III e IV, apenas.
c. II, III e IV, apenas.
d. I, apenas.
e. II, apenas.
A nanotecnologia vem sendo cada dia mais desenvolvida no mundo. Dentre as inúmeras
aplicações possíveis, há a indústria aeronáutica. Por exemplo, o novo Boeing 787 Dreamliner foi
o primeiro avião comercial a ser construído com 50% de compósitos. Os nanocompósitos são
uma promissora subclassificação dos compósitos.
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre a estrutura dos nanocompósitos, avalie as asserções
abaixo:
 
I. As partículas são, em geral, menores com diâmetros de 10 nm a 100 nm. As interações
partícula-matriz ocorrem no nível atômico ou molecular.
Porque
II. A deformação plástica fica restrita de tal modo que os limites de escoamento e de
resistência à tração, assim como a dureza, são melhorados.
 
 
 A seguir, assinale a alternativa correta:
a. As asserções I e II são proposições falsas.
b. A asserção I é uma proposição verdadeira e a asserção II é uma proposição falsa.
c. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa correta
da I.

d.  A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
e. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justi�cativa da I.
No que tange aos polímeros, dois grandes grupos estão presentes: os sintéticos e os naturais.
De fato, com o término da Segunda Guerra Mundial, o âmbito de pesquisa dos materiais foi
revolucionado graças ao advento dos polímeros sintéticos.
 
Fonte: Molekuul / 123RF.
 
 Com base nos seus conhecimentos sobre os polímeros, a seguir assinale a alternativa correta:
a. Polímeros são compostos por intermédio de unidades repetidas, em que o termo
monômero refere-se à macromolécula �nal.
b. Os polímeros consistem em macromoléculas com massas moleculares pequenas e
grau de polimerização variável.
c. Quando todas as unidades repetidas ao longo da cadeia são da mesma natureza, o
polímero resultante é chamado de copolímero.
d. Três exemplos de polímeros naturais são utilizados no âmbito industrial:
polietilenos, poliestirenos e o cloreto de polivinila (PVC).
e. As cadeias poliméricas podem dobrar, enrolar e contorcer, culminando em
polímeroslineares, rami�cados, de ligações cruzadas ou rede e malha. Assim, as
propriedades mecânicas irão variar de acordo com cada con�guração.

A etimologia das palavras nos fornece uma pista valiosa sobre o real sentido de uma palavra. A
palavra cerâmica, por exemplo, é oriunda da palavra grega keramikos, que significa “matéria
queimada”, indicando que as propriedades desejáveis desses materiais provêm normalmente de
um processo de tratamento térmico à alta temperatura, denominado cozimento.
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre os materiais cerâmicos, analise as afirmativas a seguir
e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) A maioria das cerâmicas são compostos produzidos entre elementos metálicos e não
metálicos, sendo as ligações interatômicas ou totalmente metálicas ou predominantemente
metálicas, mas com alguma natureza covalente.
II. ( ) Duas características dos íons constituintes dos materiais cerâmicos influenciam a estrutura
do cristal: a magnitude da carga elétrica e o tamanho relativo dos cátions e ânions. Então, o
cristal não deve estar eletricamente neutro, isto é, as cargas positivas dos cátions não devem
estar equilibradas com o número de cargas negativas dos ânions.
III. ( ) O vidro, composto principalmente de sílica, carbonato de sódio e carbonato de cálcio, é um
material amorfo e pode ser considerado um material cerâmico.
IV. ( ) A argila, considerada um material cerâmico, é formada por partículas cristalinas
extremamente pequenas, conhecidas como argilominerais, das quais a Caulinita é a mais
abundante e relevante.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
a. V, V, V, F.
b. V, V, F, F.
c. F, V, F, V.
d. F, F, V, V.
e. V, V, V, V.
 
 
 
Do ponto de vista tecnológico, os compósitos mais relevantes são aqueles em que a fase
dispersa está na forma de uma fibra. Os objetivos dos compósitos reforçados com fibras
consistem, com frequência, em alta resistência e ou rigidez em relação ao peso. 
Com base nos compósitos reforçados com fibras e as suas nuances, assinale a alternativa
correta.
a. As características mecânicas de um compósito que foi reforçado com �bras
dependerão somente das propriedades da �bra.
b. A fase �bra pode ser classi�cada em três categorias: whiskers, arames e �bras. Os
whiskers são os mais utilizados dos três devido ao custo.
c. As �bras de carbono e as �bras de vidro são exemplos de compósitos reforçados
com �bras, porém há muitas limitações, pouco investimento e pouca aplicabilidade
industrial.
d. Os compósitos reforçados com �bras requerem uma alta adesão entre matriz e
�bra. Uma alta adesão confere boa resistência mecânica mesmo com o material se
tornando ligeiramente frágil.
e. Como um compósito polimérico reforçado com �bra aramida, tem-se o Kevlar,
utilizado para blindagem balística, artigos esportivos e pneus. Elas são
requisitadas devido às suas excepcionais relações resistência-peso, superiores às
dos metais.

Os compósitos com partículas grandes são utilizados como todos os três tipos de materiais
(cerâmicos, metálicos e poliméricos). Entre eles, três exemplos cruciais são citados: os carbetos,
o concreto e matrizes poliméricas reforçadas com negro de fumo. Com base nesses compostos,
identifique as características particulares de cada um.Assinale a alternativa correta.
 
I. Compósito com partículas grandes em que as fases matriz e dispersa são materiais cerâmicos.
Os dois tipos comuns desse compósito são portland e asfáltico.
II. Exemplo de compósitos cerâmico-metal, em que o mais usual é o cimentado. O WC está
inserido na matriz de cobalto ou níquel, conferindo a dureza e a resistência ao desgaste, ao
passe que a matriz de cobalto confere tenacidade.
III. Matriz de elastômero em que partículas muito pequenas de carbono melhoram a tenacidade,
o limite de resistência à tração e as resistências ao rasgamento. Esse carbono é barato, pois é
proveniente da combustão de gás natural ou óleo com limitado suprimento de ar.
IV. Os whiskers são monocristais finos isentos de defeitos. Uma limitação na sua aplicação reside
no alto custo.
Está correto o que se afirma em:
a. I - concreto; II - não se aplica à categoria; III - carbeto; IV - matriz polimérica com
negro de fumo.
b. I - não se aplicada à categoria; II - concreto; III - matriz polimérica com negro de
fumo; IV - carbeto.
c. I - concreto; II - não se aplica à categoria; III - matriz polimérica com negro de fumo;
IV - carbeto.
d. I - concreto; II - carbeto;  III - não se aplica à categoria;  IV - matriz polimérica com
negro de fumo.
e. I - concreto; II - carbeto; III - matriz polimérica com negro de fumo; IV - não se
aplica à categoria.

Assim como analisamos as imperfeições e os defeitos nos materiais metálicos, faz-se útil
conhecer os defeitos presentes nos materiais cerâmicos. Estes também influenciarão as
propriedades e aplicações dos materiais cerâmicos.
 
Fonte: Eng7oda14 / Wikimedia Commons.
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre imperfeições em materiais cerâmicos, analise as
asserções abaixo:
 
I. O defeito de Frenkel é corriqueiro nos materiais cerâmicos, sendo mantida a
eletroneutralidade.
Porque
 
II. O cátion deixa sua posição normal e se move para um sítio intersticial.
 
 
 A seguir, assinale a alternativa correta:
a. A asserção I é uma proposição verdadeira e a asserção II é uma proposição falsa.
b. As asserções I e II são proposições falsas.
 
 
c. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa correta
da I.

d.  A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
e. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justi�cativa da I.
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