A2 - CIÊNCIA DOS MATERIAIS

Prévia do material em texto

1  Código: 35406 - Enunciado: Os materiais sólidos foram agrupados convenientemente em
três categorias básicas: metais, cerâmicas e polímeros. Esse esquema está baseado,
principalmente, na composição química e na estrutura atômica. Outros materiais, como os
compósitos e biomateriais, também recebem uma classificação específica. Considerando o
exposto, pode-se afirmar que:
 a) As cerâmicas são compostos formados por elementos metálicos e não metálicos; na
maioria das vezes, são óxidos, nitretos e carbetos. Alguns materiais cerâmicos incluem a
alumina – Al O , a sílica – SiO e o carbeto de silício – SiC. Estão nesse grupo materiais
compostos por minerais argilosos, assim como o cimento e o vidro. Esses materiais se
diferenciam dos polímeros pelos tipos de ligações químicas, somente.
 b) Os polímeros incluem os familiares materiais plásticos e de borracha. Muitos deles
são compostos orgânicos que têm sua química baseada no carbono, no hidrogênio e em
outros elementos não metálicos (por exemplo, O, N e Si). Os polímeros se diferenciam dos
metais nas propriedades físicas, mas têm as mesmas ligações químicas.
 c) Um material identificado com o compósito é composto por pelo menos dois
materiais, como os polímeros, os metais e as cerâmicas. Esse material deve ter,
necessariamente, propriedades que os materiais, separadamente, têm, além de adquirirem
características e propriedades superiores às dos materiais separados. Por isso, esse material
apresenta somente um tipo de ligação química.
 d) Os biomateriais são empregados em componentes implantados no corpo humano
para a substituição de partes doentes ou danificadas. Esses materiais não devem produzir
substâncias tóxicas e devem ser compatíveis com os tecidos do corpo. Metais, cerâmicas,
polímeros, compósitos e semicondutores podem ser usados como biomateriais, e por isso
as ligações químicas são diversas.
 e) Os metais são compostos 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, oxigênio) em quantidades relativamente pequenas. Os
metais se diferenciam das cerâmicas pelas características mecânicas, somente.
Alternativa marcada:
d) Os biomateriais são empregados em componentes implantados no corpo humano para a
substituição de partes doentes ou danificadas. Esses materiais não devem produzir
substâncias tóxicas e devem ser compatíveis com os tecidos do corpo. Metais, cerâmicas,
polímeros, compósitos e semicondutores podem ser usados como biomateriais, e por isso
as ligações químicas são diversas.
2 3 2 
Justificativa: Resposta correta: Os biomateriais são empregados em componentes
implantados no corpo humano para a substituição de partes doentes ou danificadas. Esses
materiais não devem produzir substâncias tóxicas e devem ser compatíveis com os tecidos
do corpo. Metais, cerâmicas, polímeros, compósitos e semicondutores podem ser usados
como biomateriais, e por isso as ligações químicas são diversas.Por se tratar de um material
composto por pelo menos outros dois cujas ligações são bem definidas, o produto guarda
características híbridas dos materiais que o formam, inclusive as ligações químicas.
Distratores: Os metais são compostos 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, oxigênio) em quantidades relativamente
pequenas. Os metais se diferenciam das cerâmicas pelas características mecânicas,
somente. Errada, pois os metais também se diferenciam das cerâmicas pelas ligações
químicas. Os metais têm ligação metálica, ao passo que as cerâmicas têm ligações iônicas e
covalentes. As cerâmicas são compostos formados por elementos metálicos e não
metálicos; na maioria das vezes, são óxidos, nitretos e carbetos. Alguns materiais cerâmicos
incluem a alumina – Al O , a sílica – SiO e o carbeto de silício – SiC. Estão nesse grupo2 3 2 
1,00/ 1,00
materiais compostos por minerais argilosos, assim como o cimento e o vidro. Esses
materiais se diferenciam dos polímeros pelos tipos de ligações químicas, somente. Errada,
pois as cerâmicas apresentam ligações iônicas e covalentes, ao passo que os
polímeros apresentam ligações covalentes de hidrogênio.Os polímeros incluem os
familiares materiais plásticos e de borracha. Muitos deles são compostos orgânicos que têm
sua química baseada no carbono, no hidrogênio e em outros elementos não metálicos (por
exemplo, O, N e Si). Os polímeros se diferenciam dos metais nas propriedades físicas, mas
têm as mesmas ligações químicas. Errada, pois, como o material tem propriedades físicas
distintas, apresenta ligações diferentes. Os polímeros têm ligações covalentes e de
hidrogênio, ao passo que os metais fazem ligações metálicas.Um material identificado com
o compósito é composto por pelo menos dois materiais, como os polímeros, os metais e as
cerâmicas. Esse material deve ter, necessariamente, propriedades que os materiais,
separadamente, têm, além de adquirirem características e propriedades superiores às dos
materiais separados. Por isso, esse material apresenta somente um tipo de ligação química. 
Errada, pois, por se tratar de um material composto por pelo menos outros dois cujas
ligações são bem definidas, o produto guarda características híbridas dos materiais que o
formam, inclusive as ligações químicas.
2  Código: 35229 - Enunciado: As ligas ferrosas têm ampla utilização em diversas áreas da
sociedade. São usadas em larga escala pela indústria de máquinas e equipamentos,
indústria automobilística, ferroviária, naval, entre outras. Dentre as ligas, o aço tem papel
fundamental no desenvolvimento da sociedade.Diante disso, marque a alternativa que
apresenta corretamente os componentes básicos necessários da composição do aço.
 a) Ferro e alumínio.
 b) Ferro e tungstênio.
 c) Ferro e carbono.
 d) Ferro, silício e carbono.
 e) Carbono, silício e tungstênio.
Alternativa marcada:
c) Ferro e carbono.
Justificativa: Resposta correta: Ferro e carbono. Trata-se da composição básica do aço, por
definição.
Distratores: Ferro, silício e carbono. Errada. Os componentes básicos do aço são ferro e
carbono. Ferro e tungstênio. Errada. Os componentes básicos do aço são ferro e
carbono. Carbono, silício e tungstênio. Errada. Os componentes básicos do aço são ferro e
carbono. Ferro e alumínio. Errada. Os componentes básicos do aço são ferro e carbono.
1,00/ 1,00
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 intersticial.
 c) Lacuna.
 d) Discordância.
 e) Impureza substitucional.
Alternativa marcada:
d) 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 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.
1,00/ 1,00
4  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. Durantea 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) Compósitos.
 b) Cerâmicas avançadas.
 c) Ligas metálicas.
 d) Madeira.
 e) Polímeros.
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.
0,00/ 1,00
5  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 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.
 c) 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.
 d) 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.
 e) 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.
Alternativa marcada:
d) 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.
2
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.
2
1,50/ 1,50
6  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 bebidas.Considerando o exposto, pode-se inferir que:
 a) 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.
 b) 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.
 c) 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.
 d) 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.
 e) Os recipientes de vidro não são versáteis em relação ao tipo de conteúdo, já que
podem acondicionar somente bebidas gaseificadas, como os refrigerantes.
Alternativa marcada:
c) 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.
2
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 facilitao 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.
2
2
1,50/ 1,50
7  Código: 35411 - Enunciado: O sistema isomorfo binário — também conhecido como ligas
isomorfas — é o mais simples dos sistemas, normalmente com dois componentes. O
diagrama indica quais fases estão presentes em qualquer temperatura e composição. Isso
quer dizer que uma liga metálica é um sistema heterogêneo, já que depende amplamente
destas duas variáveis.Considerando as características do diagrama de fases de ligas
isomorfas, pode-se afirmar que:
 a) Para um sistema binário com composição e temperatura conhecidos, três tipos de
informações estão disponíveis: as fases que estão presentes, as composições dessas fases e
as frações das fases.
 b) Se as linhas solidus e liquidus coincidissem, não haveria uma alteração das fases,
considerando o sistema em equilíbrio. 
 c) A definição de isomorfo nos processos de transformações de fases surge em virtude
de os componentes apresentarem solubilidade parcial tanto no estado líquido como no
estado sólido.
 d) Um diagrama de fases cuja solução é isomorfa de dois componentes A e B, admite-
se que o componente A é insolúvel em B e o componente B é insolúvel em A.
 e) São sistemas de solubilidade parcial entre os componentes químicos A e B e B e A,
onde assume-se que a taxa de resfriamento é pequena para permitir o equilíbrio térmico da
liga. 
Alternativa marcada:
a) Para um sistema binário com composição e temperatura conhecidos, três tipos de
informações estão disponíveis: as fases que estão presentes, as composições dessas fases e
as frações das fases.
Justificativa: Resposta correta: Para um sistema binário com composição e temperatura
conhecidos, três tipos de informações estão disponíveis: as fases que estão presentes, as
composições dessas fases e as frações das fases.As fases, composições e frações das fases
são essenciais para quantificar as composições e quantidades relativas das fases e
componentes. 
Distratores: A definição de isomorfo nos processos de transformações de fases surge em
virtude de os componentes apresentarem solubilidade parcial tanto no estado líquido como
no estado sólido. Errada, pois a definição de isomorfo surge em virtude de os componentes
apresentarem solubilidade total e não parcial.São sistemas de solubilidade parcial entre os
componentes químicos A e B e B e A, onde assume-se que a taxa de resfriamento é pequena
para permitir o equilíbrio térmico da liga. Errada, pois são sistemas de solubilidade total
entre os componentes químicos A e B e B e A.Um diagrama de fases cuja solução é isomorfa
de dois componentes A e B, admite-se que o componente A é insolúvel em B e o
componente B é insolúvel em A. Errada, pois, em um diagrama de fases cuja solução é
isomorfa de dois componentes A e B, admite-se que o componente A é solúvel em B.Se as
linhas solidus e liquidus coincidissem, não haveria uma alteração das fases, considerando o
sistema em equilíbrio. Errada, pois se as linhas solidus e liquidus coincidissem, uma
alteração da temperatura de uma mistura de duas fases alteraria o número de fases em
equilíbrio de dois para um.
1,50/ 1,50
8  Código: 35569 - Enunciado: Os materiais estão mais enraizados em nossa cultura do que a
maioria de nós se dá conta. Seja nos transportes, habitação, vestuário, comunicação,
recreação e produção de alimentos — praticamente todos os seguimentos de nosso
cotidiano são influenciados, em maior ou menor grau, pelos materiais. Nesse sentido, desde
os primórdios até os mais modernos processos de escolha de materiais aplicáveis à nossa
rotina, faz-se necessário o estudo das ciências dos materiais na engenharia como
importante ferramenta na tomada de decisão sobre qual material um engenheiro deve
usar.Considerando as propriedades dos materiais, pode-se inferir que:
 a) A maleabilidade dos metais é uma propriedade que, junto à ductilidade, apresenta
os corpos ao serem moldados por deformação, justificadas pelo deslizamento de átomos
cujas ligações são de natureza covalente.
 b) A condução de corrente elétrica nos metais é justificada pela movimentação de
elétrons na estrutura metálica. Essa movimentação é explicada pela teoria do mar de
elétrons.
 c) A inércia química e dureza elevada dos polímeros fluorados, como o Teflon (flúor e
hidrogênio na estrutura), possuem forças intermoleculares do tipo Forças de London.
 d) A variação das propriedades das cerâmicas está diretamente relacionada, também,
à variação das ligações que vão de puramente iônica até totalmente metálica.
 e) Material multifásico cujas propriedades sejam uma combinação benéfica (sinergia)
das propriedades das duas ou mais fases que o constituem, onde não há relação direta com
as ligações químicas formadas.
Alternativa marcada:
b) A condução de corrente elétrica nos metais é justificada pela movimentação de elétrons
na estrutura metálica. Essa movimentação é explicada pela teoria do mar de elétrons.
Justificativa: Resposta correta: A condução de corrente elétrica nos metais é justificada
pela movimentação de elétrons na estrutura metálica. Essa movimentação é explicada pela
teoria do mar de elétrons.Segundo essa teoria, os metais ficam unidos em razão da
existência de uma quantidade muito grande de elétrons livres, que permite a condução de
corrente.
Distratores: A inércia química e a dureza elevada dos polímeros fluorados, como o Teflon
(flúor e hidrogênio na estrutura), possuem forças intermoleculares do tipo Forças de
London. Errada, pois as forças intermoleculares das quais átomos de hidrogênio e flúor
participam são as ligações de hidrogênio.A variação das propriedades das cerâmicas está
diretamente relacionada, também, à variação das ligações que vão de puramente iônica até
totalmente metálica. Errada, pois as ligações químicas variam desde puramente iônica até
totalmente covalente.Material multifásico cujas propriedades sejam uma combinação
benéfica (sinergia) das propriedades das duas ou mais fases que o constituem, em que não
há relação direta com as ligações químicas formadas. Errada, pois a combinação de dois ou
mais materiais forma ligações químicas em quantidades e tipos diferentes dos materiais
que existiam separadamente.A maleabilidade dos metais é uma propriedade que, junto à
ductilidade, apresenta os corpos ao serem moldados por deformação, justificadas pelo
deslizamento de átomos cujas ligações são de natureza covalente. Errada, pois os
deslizamentos dos átomos ocorrem por conta da existência das ligações metálicas entre os
átomos dos metais.
1,50/ 1,50