Avaliação II - Individual Ciência e Propriedade dos Materiais

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GABARITO | Avaliação II - Individual (Cod.:767674)
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Prova 54621335
Qtd. de Questões 10
Acertos/Erros 10/0
Nota 10,00
Os materiais cristalinos, diferentemente dos materiais amorfos, apresentam uma organização 
característica de seus átomos. Além disso, essa ordenação dos átomos é de longo alcance. Já nos 
materiais amorfos não temos organização atômica de longo alcance.
Com base no exposto, assinale a alternativa CORRETA que apresenta um exemplo de material 
amorfo:
A Alumínio.
B Aço.
C Vidro comum.
D Alumina.
Nos aços, os átomos de carbono ficam alojados nos interstícios da estrutura cristalina do ferro, 
gerando tensões e deformação na sua estrutura cristalina. Sobre o efeito da presença de carbono no 
ferro, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A quantidade de carbono que pode ser solubilizada na estrutura do ferro é limitada e depende da 
temperatura.
( ) A perlita é uma fase composta por lamelas intercaladas de ferrita (solução sólida de carbono no 
ferro) e cementita (Fe3C).
( ) A fase ferrita apresenta elevada dureza quando comparada à cementita, em função da sua 
estrutura ser hexagonal compacta, com poucos sistemas de escorregamento.
( ) A presença de átomos de carbono facilita o movimento das discordâncias, o que proporciona um 
material com maior tenacidade.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - V - F - F.
B F - V - V - F.
C V - F - F - V.
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D F - F - V - V.
Uma equipe da Coreia do Sul, EUA e Hong Kong descobriu uma maneira de tornar flexível a 
substância natural mais dura do mundo - eles criaram agulhas flexíveis de diamante. Quando seus 
cristais são reduzidos até abaixo de um micrômetro, ficando semelhantes a agulhas, o diamante pode 
dobrar e esticar, de forma muito parecida com uma borracha, e depois voltar a sua forma original. 
Essa descoberta deverá ter implicações para várias áreas, incluindo bioimagem e sensoriamento 
médico, dispositivos optomecânicos, nanoestruturas ultrafortes e muito mais. Amit Banerjee e seus 
colegas pegaram filmes finos de diamantes artificiais e entalharam pequenas agulhas, cada uma com 
cerca de 300 nanômetros de altura. Quando a equipe usou a ponta de um microscópio eletrônico para 
pressionar essas nanoagulhas, o que se viu é que elas podem suportar deformações de até 9%, o que é 
muito próximo do limite teórico de flexibilidade dos diamantes. As nanoagulhas de diamante 
monocristalino atingem uma tensão de tração máxima local significativamente superior à suportada 
pelos diamantes policristalinos. "Colocar materiais cristalinos, como o diamante, sob deformações 
elásticas muito grandes, como acontece quando essas peças flexionam, pode alterar suas propriedades 
mecânicas, bem como propriedades térmicas, ópticas, magnéticas, elétricas, eletrônicas e reações 
químicas de maneiras significativas, e [essas propriedades alteradas] podem ser usadas para projetar 
materiais para aplicações específicas através da engenharia de deformação elástica", escreveu a 
equipe. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A equipe desenvolveu em seu estudo nanoagulhas de diamante capazes de apresentar deformação 
plástica da ordem de 9%.
( ) O diamante é um material intrinsecamente frágil. No entanto, de acordo com o estudo, é possível 
gerar uma deformação elástica considerável em agulhas de diamante submicrométricas.
( ) De acordo com a equipe, a descoberta pode ter aplicações em diversas áreas, principalmente nos 
processo de usinagem de metais.
( ) De acordo com a equipe, materiais cristalinos como o diamante podem apresentar alterações 
significativas de propriedades quando da aplicação de forças de flexão que gerem deformações 
elásticas muito grandes.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=diamante-dobrado-
esticado-volta-formato-original&id=010160180427#.W9jiktVKgdU. Acesso em: 30 out. 2018.
A F - F - V - F.
B F - V - F - V.
C V - V - F - V.
D V - F - V - F.
O tipo de ligação presente entre diferentes elementos químicos depende dos tipos dos átomos 
envolvidos, bem como da diferença de eletronegatividade. 
Assinale a alternativa CORRETA que apresenta um exemplo de material em que as ligações químicas 
são do tipo metálica:
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A CH4.
B Fe3C.
C CuNi.
D Al2O3.
Partindo do princípio de que átomos metálicos unem-se através de ligações metálicas; não metais ou 
semimetais e metais têm ligações predominantemente iônicas, e entre semimetais e não metais 
ocorrem principalmente ligações covalentes. 
Considerando a diferença de eletronegatividade entre os elementos, qual o tipo de ligação que se 
espera encontrar nos seguintes materiais: SO2, C6H6, InAs, BN e GaSb?
A Pontes de hidrogênio.
B Metálica.
C Secundária.
D Covalente.
Os diferentes tipos de materiais apresentam coeficientes de expansão térmica linear cujos 
valores se relacionam com a energia de ligação entre seus átomos em sua estrutura. Sobre essa 
propriedade térmica, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Considerando a relação entre a energia de ligação e o coeficiente de expansão térmica linear, é 
coerente considerar de forma crescente o coeficiente de expansão térmica de acordo com a seguinte 
sequência de classes de materiais: polímeros, cerâmicas e metais.
( ) Considerando a relação entre a energia de ligação e o coeficiente de expansão térmica linear, é 
coerente considerar de forma crescente o coeficiente de expansão térmica de acordo com a seguinte 
sequência de classes de materiais: cerâmicas, metais e polímeros.
( ) O coeficiente de expansão térmica linear dos materiais poliméricos apresenta relação com a 
magnitude das ligações secundárias.
( ) Em um material polimérico, a livre movimentação das cadeias gera coeficientes de expansão 
térmica linear muito baixos, visto que os movimentos anisotrópicos relativos das cadeias se anulam.
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Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - F - F - V.
B F - F - F - V.
C F - V - V - F.
D V - V - V - F.
Os plásticos capazes de conduzir calor são uma novidade bastante recente, mas altamente 
promissora porque os polímeros são o material de preferência na construção dos aparelhos 
eletrônicos, que teimam em esquentar muito. Plásticos são excelentes isolantes, o que significa que 
eles aprisionam o calor. No ano de 2017, uma equipe da Universidade de Michigan mudou a estrutura 
atômica de um polímero para fazê-lo alcançar uma condutividade térmica seis vezes maior do que o 
material original. Agora, Yanfei Xu e seus colegas do MIT alcançaram uma nova marca: uma 
condutividade térmica 10 vezes maior. "Nosso polímero pode conduzir termicamente e remover o 
calor com muito mais eficiência. Acreditamos que os polímeros podem se transformar em condutores 
de calor de última geração para aplicações avançadas de gerenciamento térmico, como uma 
alternativa de autorresfriamento para os gabinetes dos aparelhos eletrônicos," disse a pesquisadora. Se 
você der um zoom na microestrutura de um plástico, vai entender facilmente por que o material retém 
o calor tão facilmente. No nível microscópico, os polímeros são feitos de longas cadeias de 
monômeros, ou unidades moleculares, ligadas ponta com ponta. Essas cadeias são geralmente 
emaranhadas como uma bola de espaguete. Os transportadores de calor têm dificuldade em passar por 
essa confusão desordenada e tendem a ficar presos dentro dos nós e aglomerados poliméricos. A 
equipe já havia conseguido desembaraçar essa bagunça e obter uma melhor condutividade térmica, 
mas o material só conseguiu conduzir o calor numa direção. Agoraeles mexeram tanto nas forças 
intermoleculares, quanto nas forças intramoleculares, produzindo um politiofeno condutor de calor - 
este é um polímero conjugado tipicamente usado em aparelhos eletrônicos. "Nossa reação foi capaz 
de criar cadeias rígidas de polímeros, em vez de fios torcidos, semelhantes a um espaguete, em 
polímeros normais," disse Xu. As primeiras amostras têm cerca de dois centímetros quadrados e 
foram fabricadas em equipamentos de laboratório - câmaras de deposição a vapor. Antes de ampliá-
las e pensar em fabricação industrial, contudo, a equipe está mais preocupada em compreender em 
detalhes os caminhos do calor pelo material. Com esse entendimento, será possível guiar os 
desenvolvimentos futuros para a obtenção de resultados mais próximos das aplicações práticas. Com 
base no exposto, assinale a alternativa CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=plastico-usado-
eletronicos-agora-conduz-calor&id=010160180410#.W-ISi9VKgdU. Acesso em: 6 nov. 2018.
A
Os polímeros são tipicamente isolantes de calor. Isso se deve à ausência de elétrons livres. Os
elétrons livres são o principal meio e condução de calor nos materiais, conforme comprovou a
pesquisa.
B
De acordo com a pesquisa, ao ordenar as cadeias poliméricas através da deposição a vapor, foi
possível reduzir a distância entre as cadeias poliméricas permitindo a condução de calor através
das ligações secundarias do tipo Van de Waals.
C
Os polímeros são compostos por longas cadeias formadas por monômeros. A forma como essas
cadeias ficam organizadas no material (semelhante a uma "bola de espaguete") dificulta a
transmissão do calor no material. A pesquisa buscou alterar essa estrutura molecular, tornando o
material 10 vezes mais condutor do que o material percussor.
D
De acordo com a pesquisa, esses resultados permitem a aplicação prática na substituição de
metais condutores de calor por polímeros condutores de calor, em equipamentos eletrônicos como
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celulares e tablets, reduzindo o peso dos equipamentos e o custo final do produto.
Em termos de propriedades elétricas, existem aplicações em que é necessário que o material 
conduza bem a energia. Já em outras aplicações, deseja-se uma condutividade específica 
(semicondutores). Em outros casos, é desejável que o material tenha baixa condutividade elétrica 
(isolantes). Com relação às propriedades elétricas dos materiais, assinale a alternativa CORRETA:
A
Os materiais isolantes são classificados do acordo com a sua rigidez dielétrica [unidade de V/m],
ou seja, apresentam um valor alto de rigidez dielétrica. Na prática, se mede a tensão elétrica
máxima suportada para uma determinada espessura do material, sem que haja condução de
eletricidade.
B
Um material semicondutor é obtido a partir da mistura de um material condutor com um material
isolante. A condutividade final sempre obedece uma proporção linear de acordo com a fração em
massa de cada fase cristalina.
C Um material condutor deve apresentar elevada rigidez dielétrica, tendo em vista que na aplicação,
deverá suportar o fluxo de elétrons sem entrar em colapso.
D Materiais supercondutores são um tipo especial de materiais, os quais apresentam uma
diminuição da resistividade elétrica com o aumento da temperatura.
Morfologia é o estudo da forma, da configuração, da aparência externa da materiais. Referente à 
morfologia: as propriedades de superfície são diferentes das propriedades no interior do objeto.
Com base no exposto, assinale a alternativa CORRETA:
A Aleatório.
B Mono-estruturado.
C Gradiente.
D Recobrimento.
O coeficiente de expansão térmica linear é uma propriedade do material que se relaciona com o 
valor de energia de ligação dos átomos presentes no material. Sobre essa característica, classifique V 
para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) De um modo geral, as cerâmicas tendem a apresentar menores coeficientes de expansão térmica 
que os polímeros, tendo em vista as ligações químicas iônicas e covalentes das cerâmicas. Já as 
propriedades térmicas dos polímeros dependem das ligações secundárias (mais fracas).
( ) A energia de ligação dos materiais metálicos (ligações metálicas) é usualmente maior que as 
verificadas nos materiais poliméricos (ligações intermoleculares). Assim, é esperado que os 
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coeficientes de expansão térmica dos metais, de forma geral, sejam de menor magnitude quando 
comparados aos valores típicos encontrados nos polímeros.
( ) O coeficiente de expansão térmica linear dos materiais poliméricos apresenta relação com a 
magnitude das ligações primárias, não havendo influência das ligações secundárias.
( ) É importante em algumas aplicações, para efeito de projeto, considerar o coeficiente de expansão 
térmica do material. Expansões ou contrações do material em serviço (caso ocorra significativa 
variação da temperatura) podem gerar desajustes dimensionais ou tensões que comprometam seu o 
funcionamento.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - V - F - F.
B F - F - V - V.
C V - F - F - V.
D V - V - F - V.
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