Masteriais elétricos discursiva

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29/11/2015 AVA UNIVIRTUS
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Matriz Discursiva do MÓDULO B FASE II – 17/08 até 11/09
PROTOCOLO: 2015090312631824320C1JONAS PEREIRA MARTINS - RU: 1263182 Nota: 42
Disciplina(s):
Materiais Elétricos
Data de início: 03/09/2015 18:00
Prazo máximo entrega: 03/09/2015 19:00
Data de entrega: 10/10/2015 04:00
Questão 1/5
Como são classificados os materiais isolantes de acordo com o seu estado físico? Descreva quais materiais específicos
compõem cada classe de isolantes.
Nota: 0.0
Resposta:
Questão 2/5
Os defeitos determinados em um ponto da rede cristalina são chamados de defeitos puntiformes e são provocados por três tipos
de eventos. Apresente estes diferentes tipos de defeitos puntiformes e detalhe cada um deles.
Nota: 0.0
Uma primeira classificação dos isolantes pode ser feita de acordo com o seu estado:
 
Sólidos: ƒ Minerais (quartzo, quartzo, pedra sabão, mica, mármore, ardósia, asbesto); Cerâmicos (porcelana, vidro, micalex);
Materiais da classe da borracha (borracha natural, neoprene, látex) e Materiais fibrosos (tratados e não tratados) (algodão, seda,
linha, papel, fibra de vidro, asbesto, madeira, celofane, nylon).
 
Sólidos aplicados em estado líquido ou pastoso (Resinas e plásticos naturais: resinas fósseis e vegetais, materiais asfálticos,
goma laca): Ceras (cera de abelhas, parafina); Vernizes e lacas (preparados de resinas e óleos naturais, produtos sintéticos,
esmaltes para fios, vernizes solventes, lacas); Resinas sintéticas: (plásticos moldados e laminados) resinas fenólicas, borracha
sintética, silicones;ƒ Compostos de celulose: (termoplásticos) (acetato de celulose, nitrocelulose) e Plásticos moldados a frio
(cimento Portland empregado com resinas ou asfaltos).
 
Líquídos: Óleos minerais (óleos para transformadores, disjuntores e cabos); Dielétricos líquidos à prova de fogo (Askarel); Óleos
vegetais (linhaça);ƒ Solventes (empregados nos vernizes e compostos isolantes) (Álcool, tolueno, benzeno, benzina, terebentina,
petróleo, nafta, tetracloreto de carbono, acetona).
Gases: Ar, anidrido carbônico, azoto, hidrogênio, gases raros, hexafluoreto de enxofre.
Material de aula Materiais Elétricos Prof. Herbert à Aula 5 – Bloco 5: Materiais Isolantes (slide 4).
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Existem vários tipos de defeitos puntiformes: os provocados pelas vacâncias, pelos interstícios e pelas impurezas.
 
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Resposta:
Questão 3/5
A configuração eletrônica com a camada de valência completa é chamada de configuração estável. Nesse sentido, os átomos dos
gases nobres são os únicos com a camada completa da tabela periódica e, portanto, estáveis. Com relação à estabilidade
eletrônica dos átomos, explique as teorias do octeto e dueto. Determine as regras de ligação eletrônica quando o átomo possuir
menos de oito elétrons na camada de valência.
Nota: 0.0
VACÂNCIAS: São posições da rede que deveriam estar ocupadas por átomos, mas estão vazias. A presença de lacunas altera a
energia livre da rede. Esta energia pode ser minimizada por uma certa concentração de vacâncias na rede que depende da
temperatura. Superfícies e contornos de grão são nascedouros e sumidouros de vacâncias. A existência de uma vacância promove
o deslocamento dos átomos circunvizinhos de suas posições regulares. Isto induz tensões na rede. As vacâncias podem mudar de
posição, caso haja suficiente agitação térmica entre os átomos. Mudança de posição de vacâncias é equivalente à mudança de
posição dos átomos. Esta é a base do processo de difusão atômica em redes cristalinas.
 
INTERSTÍCIOS: São posições da rede cristalina que regularmente estão vazias, mas são ocupadas por átomos. A introdução de um
átomo entre as posições regulares da rede produz o deslocamento dos átomos regulares para abrir espaço para o átomo
intersticial. Isto resulta em tensões na rede, cuja intensidade depende do tamanho do átomo intersticial. Átomos intersticiais
também podem se difundir mudando de posição intersticial.
 
IMPUREZAS: Trata-se da presença na rede de um átomo não pertencente à rede regular. As impurezas podem ocupar posições
regulares da rede (impureza substitucional), ou seja, substituir um átomo regular, ou pode ocupar uma posição intersticial da rede
(impureza intersticial). O tipo de impureza depende de seu tamanho. Impurezas tão grandes ou maiores de que os átomos regulares
tendem a ser substitucionais. Impurezas menores de que os átomos regulares tendem a ser intersticiais. Isto ocorre para minimizar
a deformação da rede provocada pela colocação de um átomo de tamanho diferente na rede. Impurezas sempre estão presentes
em materiais como forma de minimizar a energia livre pelo aumento de sua entropia. Entretanto, em muitas ocasiões, elas são
propositalmente introduzidas para modificar controladamente as propriedades dos materiais. Semicondutores extrínsecos e
materiais endurecidos por solução sólida são exemplos de materiais nos quais impurezas foram introduzidas.
Material de aula Materiais Elétricos Prof. Herbert à Aula 4 – Bloco 4: Difusão: Defeitos das Estruturas Cristalinas (slide 5 à 9).
A teoria do octeto surgiu com a associação entre estabilidade dos gases nobres e o fato de possuíram 8 elétrons na última camada.
Para atingir uma situação estável, os átomos tendem a buscar uma estrutura eletrônica cuja camada de valência contenha 8
elétrons igual ao gás nobre que tenha o número atômico mais próximo. Os átomos menores em número de elétrons tendem a
alcançar o dueto, ou seja, procuram conseguir dois elétrons na camada de valência como o hélio: (Z = 2), logo 1s2. É o caso do
hidrogênio e do lítio. Por ser a última camada, quando dois átomos se encontram a camada de valência de um toca a camada de
valência do outro. A observação dos átomos já conhecidos permite estabelecer algumas regras para a ligação eletrônica: 
1. Quando um átomo tiver 8 elétrons na camada de valência, existirá uma “estabilidade” e ele não se ligará a outros átomos. Por
isso não se pode formar nenhum composto químico com os gases nobres hélio (He); neônio (Ne); argônio (Ar); criptônio (Kr);
xenônio (Xe); e randônio (Rn).
 
1. Quando um átomo possuir menos de 8 elétrons na camada de valência, ele tende a “associar-se” a outros átomos para
completar ou eliminar a camada incompleta.
 
1. Com 1, 2 ou 3 elétrons na última camada, o átomo procura eliminar elétrons.
 
1. Com 5, 6, 7 elétrons na camada de valência, a tendência é completar com elétrons.
 
1. Com 4 elétrons na última camada, tanto faz eliminar ou completar com elétrons: dependerá do elemento químico em
questão. Existe, então, uma regra prática para verificar a distribuição eletrônica de um átomo. No entanto, é importante
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Resposta:
Questão 4/5
Explique o que significa o termo nanotecnologia e qual o principal objetivo desta área tecnológica no desenvolvimento de
materiais. Sabe-se que a base da nanotecnologia é o nanômetro. Explique quanto é esta unidade de medida e quais as
dificuldades encontradas na manipulação desses materiais. Dê alguns exemplos de aplicações da nanotecnologia.
Nota: 0.0
Resposta:
Questão 5/5
De acordo com Shackelford (2008), muitos polímeros (ou plásticos) são constituídos por hidrogênio e carbono. Outros contêm
oxigênio, nitrogênio, flúor e silício. Cite algumas propriedades e características encontradas nos materiais poliméricos.
Nota: 0.0
saber que essa regra tem muitas exceções.
  Material de aula Materiais Elétricos Prof. Herbert à Aula 4 – Bloco 1: Tipos de materiais (slides 6 e 7).
Nanotecnologia é um termo usadopara referir-se ao estudo de manipulação da matéria numa escala atômica e molecular, ou seja,
é a ciência e tecnologia que foca nas propriedades especiais dos materiais de tamanho nanométrico. O principal objetivo é criar
novos materiais, novos produtos e processos a partir da capacidade moderna de ver e manipular átomos e moléculas. A base do uso
da nanotecnologia é o nanômetro, uma unidade de medida assim como o quilômetro, o metro e o centímetro. Ele equivale a um
bilionésimo de metro, o que abre espaço para muitas possibilidades, mas também traz grandes desafios para conseguir trabalhar
em uma escala tão minúscula. A maior prova dessa dificuldade está o fato de que apenas laboratórios e indústrias que têm
equipamentos de alta precisão conseguem lidar com essa tecnologia.
 
Com a nanotecnologia será possível, por exemplo, otimizar os efeitos de remédios levando-os diretamente para onde são
necessários dentro do corpo, o que diminuiria a toxidade das drogas, os efeitos colaterais e as dosagens. Também será possível
fazer algo parecido em tratamentos como o do câncer, atacando apenas as células defeituosas. Embora muitas das possibilidades
a nanotecnologia ainda estejam no universo da ficção científica, por causa das dificuldades em tornar realidade alguns
procedimentos, a cada dia surgem novas pesquisas em torno do assunto, o que certamente tornará possível muitas coisas em um
futuro próximo. Dentre esses, merece destaque os microprocessadores. Toda vez que os processadores evoluem é necessário usar
um novo processo de produção com uma escala menor, para poder fabricar as partes internas dele (que atualmente já são
fabricados em 45 nanômetros) e assim diminuir seu tamanho e o consumo de eletricidade. É graças as pesquisas e ao
desenvolvimento da nanotecnologia que hoje é possível ter equipamentos cada vez menores, e com maior poder computacional.
Além dos microprocessadores, a nanotecnologia já está presente em alguns tecidos com características especiais, equipamentos
médicos como cateteres, válvulas cardíacas, marca-passo, implantes ortopédicos, protetores solar, produtos para limpar materiais
tóxicos, sistemas de filtração do ar e da água, vidro autolimpante, coberturas resistente a arranhões, curativos antimicrobiano,
limpadores de piscinas, desinfetantes e muitas outras soluções. Na prática, a nanotecnonlogia hoje abrange vária áreas com suas
diversas aplicações.
Material de aula Materiais Elétricos Prof. Herbert à Aula 6 – Bloco 1: Nanotecnologia.
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Segundo Shackelford (2008), os polímeros normalmente apresentam a propriedade mecânica de ductilidade. Diferentemente das
cerâmicas frágeis, normalmente são alternativas leves e de baixo custo aos metais nas aplicações de desenho estrutural.
Propriedades importantes relacionadas à ligação incluem resistência à deformação mais baixa em comparação com os metais e
ponto de fusão mais baixo e reatividade química mais alta em comparação com cerâmicas e vidros. Apesar de suas limitações, os
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Resposta:
polímeros são materiais altamente versáteis e úteis. Tem havido um progresso substancial na última década no desenvolvimento
de polímeros projetados com resistência e rigidez suficientemente altas para permitir seu uso com substitutos dos metais
estruturais tradicionais.
 SHACKELFORD, J. F. Introdução à Ciência dos Materiais. Editora Pearson Prentice Hall, 2008. Pg.7 (Tópico 1.3)