Lista de Exercícios 04

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CTM 2s2015 – Lista de Exercícios #04 
1. Cite diversas composições químicas de (a) ligas metálicas, (b) cerâmicas (amorfas e cristalinas) e (c) 
polímeros. Agora, analise essas composições químicas e cite suas diferenças e semelhanças. 
2. O que é limite de solubilidade? Como o limite de solubilidade se relaciona com a temperatura? Justifique. 
3. Defina ‘Fase’. Para cada uma das três classificações de materiais clássicos, cite um exemplo de material 
homogêneo e um exemplo de material heterogêneo. 
4. De quais fatores depende o equilíbrio de fases? 
5. O que são mudanças termodinâmicas em ‘condições de equilíbrio’ e em ‘condições fora do equilíbrio’? 
Explique o que ocorre microscopicamente. 
6. Após aquecer um material até elevada temperatura (para sua classe) e resfria-lo em condições fora do 
equilíbrio, o que pode ocorrer com este material? 
7. Defina ‘reação eutética’. Cite uma aplicação para este tipo de reação. Esta é uma reação de caráter Químico 
ou Físico? Esboce um diagrama binário eutético identificando o ponto eutético. 
8. O que é nucleação e quais são as formas que ela pode ocorrer? Quais são os fatores que influenciam a 
nucleação e o crescimento de grãos? 
9. Quais são as operações de conformação para metais? Para cada uma delas cite se ela é realizada por 
‘trabalho à quente’ ou ‘trabalho à frio’. 
10. Imagine dois materiais metálicos distintos soldados em um ponto, por um terceiro metal. Discuta o que 
ocorre microscopicamente neste ponto de solda e as implicações práticas do mesmo. 
11. O que é têmpera? Explique o procedimento e cite os três meios de têmpera mais comuns. 
12. Microscopicamente, qual a diferença da têmpera aplicada a materiais metálicos e a materiais vítreos? 
13. Qual a diferença de ‘aço’ e ‘aço inoxidável’? 
14. Assista ao video: “Induction Heating Part 6: Cryogenic Case Hardening” , em: 
https://www.youtube.com/watch?v=D3d0u9h1AY8 . Explique o que ocorre neste vídeo e sua importância e 
aplicação à construção civil. A sua explicação deve relacionar este vídeo com a lei de Faraday, tratamento térmico, 
difusão e construção civil. 
15. Considere o diagrama de fases da Figura 1. 
 
Figura 1 – Diagrama de fases isomorfo binário – Cobre-Níquel 
Uma liga cobre-níquel com composição de (70%p Ni – 30% p Cu) é aquecida lentamente a partir de uma 
temperatura de 1300 °C. 
a) Em qual temperatura se forma a primeira fase líquida? 
b) Qual é a composição dessa fase líquida? 
c) Em qual temperatura ocorre a fusão completa da liga? 
d) Qual é a composição do último sólido remanescente antes da fusão completa? 
16. Sendo a ligação iônica possível para determinados elementos, qual é o próximo parâmetro a ser verificado 
para que haja estabilidade da estrutura. Justifique. Dica: Está relacionado aos raios atômicos dos elementos químicos 
envolvidos nesta ligação. 
17. Pode-se dizer que a sílica é um dos compostos químicos mais importantes, em vários aspectos. Justifique 
esta afirmação em termos da abundância desses elementos e suas aplicações. 
18. Para cerâmicas, esboce as seguintes estruturas cristalinas: 
a. Sal-gema 
b. Cloreto de Césio 
c. Blenda de Zinco 
d. Fluorita 
e. Perovskita 
Agora dê o exemplo de ao menos uma composição química para cada uma dessas estruturas. 
19. O que é eletroneutralidade e como ela é obtida pela microestrutura de uma cerâmica? 
20. Como a porosidade de um material cerâmico influencia suas propriedades mecânicas? Comente a 
porosidade dos três tipos de materiais clássicos. 
21. Em relação aos vidros, o que são ‘Formadores de rede’, ‘Modificadores de rede’ e ‘Intermediários’? 
22. O que são vidros calcogenetos? Qual a diferença de suas composições químicas e de vidros convencionais? 
Qual é o interesse nesse tipo de material? 
23. Para dois materiais cerâmicos de mesma composição química, no entanto um amorfo e outro cristalino, qual 
dos dois será mais denso em massa? 
24. Descreva o fenômeno de ‘fadiga estática’. 
25. O que são materiais refratários e materiais abrasivos? Por que, em geral, essas duas classes são compostas 
apenas por materiais cerâmicos? 
26. O que é um polímero semi-cristalino? 
27. Descreva os processos de conformação para polímeros. 
28. O que são ‘polímeros naturais’ e ‘polímeros artificiais’? 
29. Represente a cadeia do ‘cloreto de polivinila’. Qual é sua unidade repetida? Qual é o seu monômero? 
30. Qual a diferença básica entre um ‘polímero termoplástico’ e um ‘polímero termofixo’? 
31. Esboce um gráfico de ‘tensão de engenharia’ versus ‘deformação de engenharia’ para polímeros plásticos e 
polímeros elastoméricos. 
32. Seria possível fabricar uma peça de material polimérico através de extrusão? Quais seriam os cuidados 
importantes para isto? 
33. É possível triturar um polímero e reutiliza-lo? Sob quais condições? 
34. O que é um ‘material compósito’? Como são denominadas as fases de um material compósito? 
35. Quais são os fatores que influenciam as propriedades dos materiais compósitos? 
36. Em um compósito reforçado por fibras, como a orientação e o tamanho das fibras influencia nas 
propriedades mecânicas deste compósito? 
37. Dentre os três materiais clássicos, qual é a classificação de ‘tinta’? Qual a composição básica de uma tinta? 
38. Descreva um possível processo industrial e composição química para se fabricar: 
a. Garrafa plástica para refrigerante 
b. Vidro temperado para janela 
c. Jarra plástica para água 
d. Virabrequim de carro 
e. Caixa de água residencial 
f. Saco plástico para lixo 
g. Arame para cercas 
h. Cordas de aço para instrumentos musicais 
i. Tijolo cerâmico 8 furos convencional 
j. Hidrante de rua