Apostila de Ciencia dos Materiais 5

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<p>67</p><p>CARACTERÍSTICAS DOS</p><p>FÍSICA E QUÍMICAS</p><p>SÓLIDOS</p><p>78</p><p>FIXANDO O CONTEÚDO</p><p>1. A difusão nos sólidos pode ser utilizada como forma de tratamen¬to e melhoria de</p><p>propriedades físicas de alguns materiais. Ademais, nos processos de fabricação, mais</p><p>precisamente na etapa de solidificação, a difusão também se faz presente. Todavia</p><p>existem fatores que podem acelerar ou desacelerar a difusão quando em regime</p><p>transitório, eles são:</p><p>a) Temperatura e Coeficiente de Difusividade.</p><p>b) Gradiente de concentração e o tempo.</p><p>c) Tempo e a Constante dos Gases.</p><p>d) Temperatura e Gradiente de Difusão.</p><p>e) Temperatura e Gradiente de Concentração.</p><p>2. Complete as lacunas:</p><p>O coeficiente de ______ pode ser relacionado aa ___________ e a energia de</p><p>ativação do processo. Com base em diferentes composições __________, a energia</p><p>de ativação pode ser ______ ou _____, como é o caso de difusões intersticiais</p><p>ou de átomos menores, onde a energia de ativação é _____. No caso de difusão</p><p>______________ a energia de ativação do processo é muito mais _____ do que a</p><p>intersticial.</p><p>a) difusão – tempo – físicas – alta – alta – baixa – substitucional - baixa.</p><p>b) difusão – temperatura – químicas – alta – baixa – baixa – intersticial - alta.</p><p>c) difusão – constante – físicas – baixa – alta – baixa – substitucional - alta.</p><p>d) difusão – temperatura – químicas – baixa – alta – baixa – substitucional - alta.</p><p>e) difusão – temperatura – químicas – baixa – alta – baixa – substitucional – baixa.</p><p>3. As leis de Fick são equações utilizadas para calcular a difusão tanto em fase estática</p><p>como transitória. Sendo a primeira lei para difusão estática e a segunda transitória. A</p><p>segunda lei foi desenvolvida para satisfa¬zer a condição onde o perfil de concentração</p><p>é variável com base no tempo. A segunda lei de Fick é expressa pela Equação diferencial</p><p>abaixo:</p><p>Para calcular a segunda lei de Fick ainda é necessário definir as condições adversas de</p><p>contornos. Uma das soluções é o cálculo de concentração, expresso por:</p><p>Através do conhecimento da fórmula para o cálculo de concentração, assinale a</p><p>alternativa que contenha a definição dos itens componentes da expressão:</p><p>∂C</p><p>∂t = −D �</p><p>∂2C</p><p>∂X2</p><p>Cs − Cx</p><p>Cs − Co = erf � (</p><p>X</p><p>2 Dt� �</p><p>79</p><p>a) Cs = Concentração na saturação; Cx = Concentração inicial; C_o = Concentração</p><p>final; D = Coeficiente de difusividade; t = Tempo.</p><p>b) Cs = Concentração na superfície; Cx = Concentração baseada em uma distância “x”;</p><p>Co = Concentração inicial; D = Coeficiente de difusividade; t = Tempo.</p><p>c) Cs = Concentração na superfície; Cx = Concentração baseada em uma distância “x”;</p><p>Co = Concentração ótica; D = Diâmetro do Átomo; t = Tempe¬ratura.</p><p>d) Cs = Concentração na superfície; Cx = Concentração baseada em uma distância</p><p>fixa; Co = Número Atômico ou Massa; D = Coeficiente de difusividade; t = Tempo.</p><p>e) Cs = Concentração Superficial; Cx = Concentração baseada em uma distância “x”; Co</p><p>= Concentração inicial; D = Difusão Sólida; t = Temperatura.</p><p>4. Complete as lacunas no trecho abaixo:</p><p>Na _______ de um material a difusão só ocorre em materiais que tenham _______</p><p>teor de ________, isso porque a difusão precisa de um __________ de concentração</p><p>para que ocorra. Caso um material com ___ carbono seja submetido a este processo,</p><p>ocorre o inverso, onde os átomos de carbono _____ o material para a atmosfera, este</p><p>processo é chamado de ___________.</p><p>a) descarbonetação – alto – argônio – diferencial – baixo – deixam - carbonetação.</p><p>b) carbonetação – alto – hélio – diferencial – baixo – deixam - descarbonetação.</p><p>c) carbonetação – alto – carbono – diferencial – alto – deixam - descarbonetação.</p><p>d) descarbonetação – baixo – enxofre – diferencial – alto – deixam - descarbonetação.</p><p>e) carbonetação – baixo – carbono – diferencial – alto – deixam - descarbonetação.</p><p>5. Para a compreensão do estudo dos diagramas de fase é necessário a obtenção de</p><p>conhecimento acerca dos conceitos iniciais que englobam seu uso. Leia as afirmações</p><p>e assinale a alternativa correta:</p><p>Uma fase é definida como parte de um sistema completo e homogêneo, desde que</p><p>delimitado por uma fronteira.</p><p>Porque</p><p>As fronteiras delimitam as propriedades químicas e físicas de cada uma das fases</p><p>observadas.</p><p>a) A primeira afirmação é verdadeira e a segunda é a justificativa da primei¬ra.</p><p>b) As duas afirmações são verdadeiras e a primeira não é uma justificativa da segunda.</p><p>c) A primeira afirmação é verdadeira e a segunda é falsa.</p><p>d) Nenhuma afirmação é verdadeira.</p><p>e) A primeira afirmação é verdadeira, mas a segunda não é sua justificativa.</p><p>6. Através dos conceitos estudados para a compreensão dos diagramas de fases,</p><p>adquire-se conhecimentos sobre diversos segmentos da ciência dos materiais. Sabendo</p><p>estes conceitos, assinale V para verdadeiro e F para falso:</p><p>( ) Microestrutura de um material é uma região delimitada, utilizada para observação</p><p>80</p><p>em um microscópio ótico (eletrônico ou varredura). Essa microestrutura pode ser</p><p>composta de uma única ou mais fases.</p><p>( ) O limite de solubilidade é a máxima condição para que uma fase possa se dissolver</p><p>em outra (solúvel). Isto é, o limite máximo que um Solvente pode dissolver-se em um</p><p>determinado Soluto.</p><p>( ) O limite de solubilidade é variável com base nas condições do ambiente em que</p><p>solvente e soluto se encontram.</p><p>( ) Diagrama de fases é uma representação gráfica de fases equilibradas, com base</p><p>em temperatura e pressão suficientes para a obtenção de determinada substância em</p><p>um estado físico da matéria (sólido, líquido e gasoso).</p><p>a) F – F – V - V</p><p>b) V – F – V - V</p><p>c) V – F – F - V</p><p>d) V – F – V - F</p><p>e) V – V – V - V</p><p>7. Os diagramas binários são representações gráficas que possuem dois componentes,</p><p>temperatura e composição química. Um dos diagramas binários mais comuns é o</p><p>diagrama eutetóide. Neles ocorre uma reação simi¬lar aos eutéticos, porém, esta</p><p>transformação acontece em estado sólido. Fazendo com que duas fases sólidas se</p><p>formem a partir de outra também sólida. Um dos exemplos mais clássicos do diagrama</p><p>eutetóide é:</p><p>a) Diagrama Fe-S.</p><p>b) Diagrama Cr-Ni.</p><p>c) Diagrama Al2O3-MgO.</p><p>d) Diagrama Cu-Zn-Al.</p><p>e) Diagrama Fe-C.</p><p>8. Diferentemente dos diagramas binários, os tenários possuem três parâmetros ou</p><p>elementos. Sendo comumente expresso em forma de uma isopleta, que se comporta</p><p>em forma de um triângulo. As isopletas são apenas uma representação em duas</p><p>dimensões, uma fatia pequena de um diagrama tenário, para otimizar sua leitura elas</p><p>possuem um parâmetro fixo, qual é esse parâmetro:</p><p>a) Pressão.</p><p>b) Tempo.</p><p>c) fase sólida.</p><p>d) Temperatura.</p><p>e) Todos os três parâmetros são fixos.</p>