3 Lista de Exercícios (1)

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3ª Lista de Exercícios 
1) A fração em equilíbrio de sítios da rede que estão vazios na prata (Ag) a 700°C é de 2×10– 6. 
Calcule o número de lacunas (por metro cúbico) a 700°C. Considere uma densidade de 10,35 
g/cm3 para a Ag. 
 
2) Para um metal hipotético, o número de lacunas em equilíbrio a 900°C é de 2,3 × 1025 m– 3. Se 
a densidade e o peso atômico desse metal são de 7,40 g/cm3 e 85,5 g/mol, respectivamente, 
calcule a fração de lacunas para esse metal a 900°C. 
 
3) (a) Calcule a fração dos sítios atômicos que estão vagos para o cobre (Cu) na sua temperatura 
de fusão de 1085°C (1358 K). Considere uma energia para a formação de lacunas de 0,90 eV/ 
átomo. (b) Repita este cálculo para a temperatura ambiente (298 K). (c) Qual é a razão de N l/N 
(1358 K) e Nl/N (298 K)? 
 
4) Calcule o número de lacunas por metro cúbico no ouro (Au) a 900°C. A energia para a 
formação de lacunas é de 0,98 eV/átomo. Além disso, a densidade e o peso atômico para o Au 
são de 18,63 g/cm3 (a 900 ºC) e 196,9 g/mol, respectivamente. 
 
5) Calcule a energia para a formação de lacunas no níquel (Ni), dado que o número de lacunas 
em equilíbrio a 850°C (1123 K) é de 4,7×1022 m– 3. O peso atômico e a densidade (a 850°C) para 
o Ni são, respectivamente, de 58,69 g/mol e 8,80 g/cm3. 
 
6) Calcule a fração dos sítios da rede que corresponde a defeitos de Schottky para o cloreto de 
césio na sua temperatura de fusão (645°C). Considere uma energia para a formação do defeito 
de 1,86 eV. 
 
7) Calcule o número de defeitos de Frenkel por metro cúbico no cloreto de prata a 350°C. A 
energia para a formação do defeito é de 1,1 eV, enquanto a densidade para o AgCl é de 5,50 
g/cm3 a 350°C. 
 
Universidade Federal do Pará – UFPA 
Campus de Tucuruí – CAMTUC 
Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM 
Disciplina: Estrutura e Propriedade dos Materiais 
Professor: Walber A. Nascimento 
8) Considerando os dados a seguir que se relacionam à formação de defeitos de Schottky em 
alguns óxidos cerâmicos (que possuem a fórmula química MO), determine o seguinte: 
 
(a) A energia para a formação de defeitos (em eV) 
(b) O número de defeitos de Schottky por metro cúbico em equilíbrio a 1000 ºC 
(c) A identidade do óxido (isto é, qual é o metal M?) 
 
 
 
9) Em que casos pode-se utilizar as regras de Hume-Rothery. Essa regra também se aplica aos 
sistemas cerâmicos? Explique sua resposta. 
10) Quais, entre os seguintes sistemas (isto é, pares de metais), você esperaria que exibissem 
solubilidade sólida total? Explique suas respostas. (a) Cr–V (b) Mg–Zn (c) Al–Zr (d) Ag–Au (e) Pb–
Pt. 
11) Qual é a composição, em porcentagem atômica, de uma liga que consiste em 92,5 %p Ag e 
7,5 %p Cu? 
12) Qual é a composição, em porcentagem atômica, de uma liga que consiste em 5,5 %p Pb e 
94,5 %p Sn? 
13) Qual é a composição, em porcentagem em peso, de uma liga que consiste em 5 %a Cu e 95 
%a Pt? 
14) Calcule a composição, em porcentagem em peso, de uma liga que contém 105 kg de ferro, 
0,2 kg de carbono e 1,0 kg de cromo. 
15) Qual é a composição, em porcentagem atômica, de uma liga que contém 33 g de cobre e 47 
g de zinco? 
16) Qual é a composição, em porcentagem atômica, de uma liga que contém 44,5 lbm de prata, 
83,7 lbm de ouro e 5,3 lbm de Cu? 
17) Converta a composição em porcentagem atômica que foi obtida no Problema 16) em 
porcentagem em peso. 
18) Explique como é formada a estrutura dos materiais metálicos? 
19) Mostre que para a estrutura cristalina cúbica de corpo centrado o comprimento da aresta 
da célula unitária a e o raio atômico R estão relacionados pela expressão 𝑎 =
4𝑅
√3
 
20) Mostre que o fator de empacotamento atômico para a estrutura CCC é de 0,68. 
21) Mostre que o fator de empacotamento atômico para a estrutura HC é de 0,74. 
22) O molibdênio (Mo) tem uma estrutura cristalina CCC, um raio atômico de 0,1363 nm e um 
peso atômico de 95,94 g/ mol. Calcule a sua densidade teórica com o valor experimental 
encontrado na referência abaixo: 
Callister, William D. Jr.; Rethwisch, David G.. Fundamentos da Ciência e Engenharia de 
Materiais - Uma Abordagem Integrada. LTC. 
23) Com base nas cargas iônicas e nos raios iônicos dados na Tabela 3.4, estime as estruturas 
cristalinas para os seguintes materiais: 
(a) CaO 
(b) MnS 
(c) KBr 
(d) CsBr 
 
 
 
 
24) Calcule o fator de empacotamento atômico para o cloreto de césio (CsCl) usando os raios 
iônicos da Tabela 3.4 e assumindo que os íons se tocam ao longo das diagonais do cubo. 
25) Em termos de ligações, explique por que os materiais à base de silicatos têm densidades 
relativamente baixas. 
26) Explique como é formada a estrutura dos materiais cerâmicos. 
27) Explique como é formada a estrutura dos materiais poliméricos. 
28) Qual a diferença entre polímeros aleatórios, lineares, em bloco e enxertados.