Prova Discursiva- 36 Questões e respostas

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1) Uma descoberta importante no final dos anos 50 foi a amplificação de luz por 
emissão estimulada de radiação, conhecida agora simplesmente pelo acrônimo laser, 
que fornece uma fonte de luz coerente, em que as ondas luminosas estão em fase. Dê 
alguns exemplos de lasers comerciais importantes. 
Laser a gás, He-Ne, líquido, corante, vidro, silicato de Nd, estado sólido, rubi, semicondutor, 
InGaAsP. 
 
2) Como são obtidos os diagramas de fases? Apresente quais as técnicas e qual teoria 
física estão embasados os diagramas de fases. 
São obtidas por métodos sofisticados como: difração de Raios-X, dilatometria e análise 
térmica e método pouco sifisticado a analise de curvas de resfriamento. Pela formula 
P+F=C+2, onde P é o número de fases no sistema; F é o grau de liberdade do sistema ou o 
número de variáveis (pressão, temperatura, composição) que podem ser alteradas 
independentemente sem alterar a estabilidade do sistema. O uso dos diagramas de fases 
permite prever o comportamento do sistema e assim determinar, por exemplo, se em um 
processo de endurecimento através de solubilização, precipitação e envelhecimento se 
determinado sistema estará ou não em equilíbrio. 
 
3) Dentre alguns exemplos de materiais cerâmicos tradicionais estão o óxido de 
alumínio (Al2O3), óxido de magnésio (MgO) e a sílica (SiO2). Segundo Shackelford 
(2008), a composição química da grande maioria das cerâmicas é determinada por pelo 
menos um elemento metálico e um elemento não-metálico. Quais são os cinco possíveis 
elementos não metálicos encontrados na maioria dos materiais cerâmicos 
comercialmente importantes? 
São: C, N, O, P ou S. 
 
4) O comportamento mecânico de um material reflete a relação entre sua resposta ou 
deformação a uma carga ou força que esteja sendo aplicada. Cite as principais 
propriedades mecânicas estudadas nas ciências dos materiais e disserte sobre a 
importância do estudo de tais propriedades. 
As principais propriedades mecânicas estudadas em materiais são: tensão versus deformação, 
dureza e fluência (deformação). Outras importantes são São: resistência, dureza, 
ductibilidade e rigidez. 
As propriedades mecânicas dos materiais são verificadas pela execução de experimentos de 
laboratório cuidadosamente programados, que reproduzem o mais fielmente possível as 
condições de serviço. Dentre os fatores a serem considerados incluem-se a natureza da carga 
aplicada e a duração da sua aplicação, bem como as condições ambientais. A carga pode ser 
de tração, compressiva, ou de cisalhamento, e a sua magnitude pode ser constante ao longo 
do tempo ou então flutuar continuamente. Desse modo as propriedades são muitos 
importantes nas estruturas dos materiais, e elas são alvo da atenção e estudo de vários grupos 
de pessoas. 
 
5) As propriedades periódicas são tendências ou características que alguns elementos 
tem e que marca sua localização na tabela periódica. Os elementos químicos são 
organizados de acordo com suas propriedades periódicas e tais propriedades são 
alteradas de acordo com o número atômico. Cite as principais propriedades periódicas, 
explique de uma maneira geral o que representa cada um delas e como são 
identificadas na tabela periódica. 
As principais propriedades periódicas são: Raio atômico, Energia de Ionização, Afinidade 
eletrônica, Eletronegatividade, Eletropositividade e Potencial de Ionização. 
Raio atômico: O raio atômico se refere ao tamanho do átomo. Quanto maior o número de 
níveis, maior será o tamanho do átomo. O átomo que possui o maior número de prótons 
exerce maior atração sobre seus elétrons. 
 O raio atômico cresce de cima para baixo na família da tabela periódica, acompanhando o 
número de camadas dos átomos de cada elemento e da direita para a esquerda nos períodos 
da tabela periódica. 
Energia de Ionização: é a energia necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo 
isolado no estado gasoso. O tamanho do átomo interfere na sua energia de ionização. Em 
uma mesma família a energia aumenta de baixo para cima; Em um mesmo período a Energia 
de Ionização aumenta da esquerda para a direita. 
Afinidade eletrônica: é a energia liberada quando um átomo no estado gasoso (isolado) 
captura um elétron. Quanto menor o raio, maior a sua afinidade eletrônica, em uma família 
ou período. 
A afinidade eletrônica tem comportamento parecido com o da eletronegatividade, já que não 
tem uma forma muito definida no seu crescimento na tabela periódica: cresce de baixo para 
cima e da esquerda para a direita. 
Eletronegatividade: é a tendência de perder elétrons, apresentada por um átomo. Quanto 
maior for seu valor, maior será o caráter metálico. Os átomos com menos de quatro elétrons 
de valência, metais em geral, possuem maior tendência em perder elétrons, por isso, possuem 
maior eletropositividade. A eletropositividade cresce da direita para a esquerda nos períodos 
e de cima para baixo nas famílias. 
Eletropositividade: é a tendência de perder elétrons, apresentada por um átomo. Quanto 
maior for seu valor, maior será o caráter metálico. Os átomos com menos de quatro elétrons 
de valência, metais em geral, possuem maior tendência em perder elétrons, por isso, possuem 
maior eletropositividade. A eletropositividade cresce da direita para a esquerda nos períodos 
e de cima para baixo nas famílias. 
Potencial de Ionização: É a energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado 
no estado gasoso. À medida que aumenta o tamanho do átomo, aumenta a facilidade para a 
remoção de um elétron da camada de valência. Quanto maior o tamanho do átomo, menor o 
potencial de ionização. 
O Potencial de Ionização mede o contrário da afinidade eletrônica: a energia necessária para 
retirar um elétron de um átomo 
 
6) As estruturas cristalinas são formadas por células unitárias que são sua unidade 
básica, pois constituem o menor conjunto de átomos associados encontrados numa 
estrutura cristalina. Há sete tipos de sistemas cristalinos que abrangem as substâncias 
conhecidas pelo homem. Cite quais são eles e detalhe a configuração angular para cada 
tipo de estrutura cristalina. 
Cúbico: em que todos os ângulos são iguais a 90º; Tetragonal: em que todos os ângulos são 
iguais a 90º; Ortorrômbico: em que todos os ângulos são iguais a 90º; Monoclínico: em que 
há dois ângulos iguais a 90º e dois ângulos diferentes de 90º; Triclínico: em que todos 
ângulos são diferentes e nenhum é igual a 90º; Hexagonal: em que dois ângulos são iguais a 
90º e um ângulo é igual a 120º; Romboédrico: em que todos os ângulos são iguais, mas 
diferentes de 90º. 
 
7) O uso comum de alguns materiais inerentemente frágeis, especialmente cerâmicas e 
vidros, em altas temperaturas, leva-nos a um problema de engenharia especial. 
Chamado choque térmico. Como pode ser definido o choque térmico de acordo com 
Shackelford (2008)? E quais os dois mecanismos que este fenômeno está associado? 
Pode ser definido como a fratura (parcial ou completa) do material como um resultado de 
uma mudança de temperatura (normalmente, um resfriamento brusco). O mecanismo de 
choque térmico pode envolver tanto expansão como condutividade térmica. 
 
8) Uma das propriedades mecânicas estudada nas ciências dos materiais é a 
propriedade da capacidade de deformação do material. Explique o que é deformação 
elástica, deformação plástica e limite de escoamento, segundo Shackelford (2008). 
A deformação elástica é a deformação temporária. Ela é totalmente recuperada quando a 
carga é removida. A região elástica corresponde à parte linear inicial da curva tensão-
deformação. 
A deformação plástica é a deformação permanente. Ela não é recuperada quando a carga é 
removida, emboraum pequeno componente elástico seja recuperado. 
O limite de escoamento representa a tensão necessária para gerar essa pequena quantidade de 
deformação (0,2%) permanente. 
 
9) 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. 
VACÂNCIAS: São posições da rede que deveriam estar ocupadas por átomos, mas estão 
vazias. A presença de lacunas altera a energia livre da rede. A existência de uma vacância 
promove o deslocamento dos átomos circunvizinhos de suas posições regulares. 
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. 
IMPUREZAS: é a presença na rede de um átomo não pertencente à rede regular. As 
impurezas podem ocupar posições regulares da rede O tipo de impureza depende de seu 
tamanho, as grandes ou maiores de que os átomos regulares tendem a ser substitucionais as 
menores de que os átomos regulares tendem a ser intersticiais. 
 
10) Cite algumas características que estruturas cristalinas podem apresentar. Discorra 
sobre cada uma dessas propriedades apresentando alguns exemplos de dispositivos na 
indústria utilizando materiais com estrutura cristalina. As estruturas cristalinas 
possuem características como: 
Piezoeletricidade, que é a capacidade de gerar uma corrente elétrica se houver algum tipo de 
pressão mecânica; 
Ferroeletricidade não conduz corrente elétrica, de acordo com a sua temperatura 
desenvolvem a polarização espontânea, que pode ser invertida possibilitando a utilização de 
um campo elétrico externo; 
Efeito piroelétrico o aumento de temperatura causará a polarização espontânea, em que se 
poderá utilizar o campo elétrico gerado na superfície do material e são semicondutores. 
Em função destas propriedades, os materiais com estruturas cristalinas são amplamente 
usados pela indústria na confecção de termômetros, transistores, máquinas fotográficas, 
relógios e balanças. 
 
11) Discorra sobre algumas aplicações práticas atuais e potenciais da 
supercondutividade. 
Algumas aplicações da supercondutividade já são usadas na prática em laboratórios, 
em aceleradores de partículas e em hospitais. Contudo, outras aplicações da 
supercondutividade só se tornarão economicamente viáveis futuramente, como: 
Aplicações na geração e no armazenamento da energia elétrica constituem pesquisas 
tecnológicas extremamente importantes. Como aceleradores de partículas, em cavidades 
ressonantes supercondutoras e em projetos de pesquisas físicas envolvendo altas energias de 
um modo geral. 
Na área dos transportes todos poderão tirar vantagens das aplicações da supercondutividade 
em grande escala, como trem de transporte de massa que se desloca sem contato com o trilho 
e recebe impulsão magnética através da ação de bobinas supercondutoras. Outro transporte 
de massa do futuro será o navio supercondutor que não deverá possuir nenhuma hélice e sua 
propulsão poderá ser feita pela ação de força de interação magnética entre uma corrente 
elétrica e o campo magnético produzido por uma bobina supercondutora. 
Na medicina dois tipos de aplicações: as aplicações em grande escala que exigem fortes 
campos magnéticos, a mais importante consiste no uso de bobinas supercondutoras para a 
obtenção de imagens por ressonância magnética e as aplicações em pequena escala que 
exigem fraquíssimos campos magnéticos, são algumas atividades do coração e do cérebro. 
Nos aparelhos eletrônicos que funcionam à base de eletricidade, os supercondutores 
possibilitariam a redução do tamanho e o gasto de energia dos mesmos, permitindo que os 
chips sejam cada vez menores e mais rápidos no processamento de dados. 
 
12) Disserte sobre os materiais diamagnéticos, paramagnéticos, ferromagnéticos, 
antiferromagnéticos e ferrimagnéticos. Apresente suas características e dê alguns 
exemplos para cada tipo. 
DIAMAGNÉTICOS - são materiais que se colocados na presença de um campo magnético 
tem seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético 
aplicado. São substâncias diamagnéticas: o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc. 
PARAMAGNÉTICOS - são materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, quando 
na presença de um campo magnético, se alinham, fazendo surgir dessa forma um ímã que 
tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético 
em um ponto qualquer. São materiais paramagnéticos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de 
cobre, etc. 
FERROMAGNÉTICOS - as substâncias que compõem esse grupo apresentam características 
bem diferentes das características dos materiais paramagnéticos e diamagnéticos. São 
substâncias ferromagnéticas somente o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas que são formadas 
por essas substâncias. 
ANTIFERROMAGNÉTICOS – é o exemplo do cromio, os dipolos magnéticos dispõem-se 
antiparalelamente, quando estão a baixas temperaturas, mais especificamente, abaixo da 
temperatura de Néel. Aplicado um campo magnético a um material desta espécie o mesmo 
não se magnetiza, pois os dipolos magnéticos estão sempre opostos, anulando-se. Se 
aumentarmos a temperatura (acima da temperatura de Néel), o material fica paramagnético. 
FERRIMAGNÉTICOS –estão permanentemente com as suas propriedades magnéticas, 
qualquer que seja o campo magnético que lhes é aplicado. Um exemplo de um ímã desta 
natureza é a magnetita, um minério que contém íons de ferro e de oxigênio na sua 
constituição. Os materiais do tipo ferrimagnético têm na sua constituição íons com 
momentos de dipolo magnético de sentido oposto, mas de diferentes valores, o que faz com 
que não se anulem. Isto faz com que exista sempre um magnetismo espontâneo. 
 
13) Como são classificados os materiais isolantes de acordo com o seu estado físico? 
Descreva quais materiais específicos compõem cada classe de isolantes. 
Uma primeira classificação dos isolantes pode ser feita de acordo com o seu estado: 
Sólidos: 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. 
 
14) 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. 
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, é o caso do 
hidrogênio e do lítio. 
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. 
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. 
Com 1, 2 ou 3 elétrons na última camada, o átomo procura eliminar elétrons. 
Com 5, 6, 7 a tendência é completar com elétrons. 
Com 4 dependerá do elemento químico em questão. 
 
15) 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. 
Nanotecnologia é o estudo de manipulação da matéria numa escala atômica e molecular, o 
principal objetivo é criar novos materiais, novos produtos e processos a partir da capacidade 
moderna de ver e manipular átomos e moléculas. 
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. 
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. 
 
16) 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. 
Normalmente apresentam a propriedade mecânica de ductilidade. Diferentemente das 
cerâmicas frágeis, 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 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. 
 
17) Cite algumas propriedades encontradas no grafeno e descreva algumas aplicações 
práticas na atualidade deste nanomaterial. 
R: É constituído de átomos de carbono e é produzido por nanotecnologia. Algumas 
aplicações do grafeno: Produção de fones de ouvido de altíssima qualidade; produção de 
celulares flexíveis devido a sua forma e propriedades condutoras excepcionais; filtros de 
água para, por exemplo, tornar água do mar potável a um custo baixíssimo; 
 
18) Discuta sobre os condutores mais utilizados nas instalações elétricas, conforme 
abordado em aula. 
Os metais condutores normalmente utilizados são o alumínio e o cobre e podem ser 
divididos em alguns grupos: 1) Condutos nu: não há isolamento contínuo do condutor; 2) 
Condutor isolado: o metal condutor é recoberto por uma ou mais camadas de material 
isolante; 3) Cabo isolado: é um condutor ou um conjunto de condutores isolados revestidos 
por uma bainha, que os mantêm agrupados. 
 
19) Os condutores são materiais com grandes valores de condutividade. Segundo 
Shackelford (2008), descreva o efeito da temperatura sobre a condutividade dos metais. 
Segundo o autor, os materiais condutores tendem a perder a capacidade de condução elétrica 
a medida que a temperatura aumenta. Isso, segundo o autor, deve-se ao fato do aumento da 
agitação térmica da estrutura cristalina dificultando a passagem dos elétrons. 
 
20) Quais são as duas categorias que os polímeros podem ser classificados e quais as 
principais características de tais categorias segundo Shackelford (2008)? Diferencie as 
técnicas de moldagens para os dois casos. 
Termofixos: tendem a ficarem mais duros a medida que a temperatura aumenta. Técnicas: 
Compressão e Transferência. 
Termoplásticos ficam mais flexíveis a medida que a temperatura aumenta. Técnica: Injeção, 
extrusão e insuflação. 
 
21) Quais são as principais diferenças estruturais entre as cerâmicas cristalinas, vidros 
e vitrocerâmicas de acordo com Shackelford (2008)? Cite as principais características e 
exemplos de materiais para cada um dos grupos 
- Cerâmicas cristalinas: são formados por silicatos tradicionais (SiO2) e compostos óxidos e 
não-oxidos. São materiais abundantes e baratos. Ex: louças brancas, argila para fabricação de 
tijolos e telhas.. São materiais refratários resistentes a altas temperaturas. 
- Vidros: são sólidos não cristalinos comparáveis as cerâmicas cristalinas. São tratadas para 
terem propriedades mecânicas e ópticas exclusivas. Podem ser subdivididas em: 1) silicatos, 
ex.: sílica vítrea, vidros de boros silicatos, vernizes. 2) não silicatos: B2O3, GeO2.. 
- Vitroceramicas: são outro tipo de cerâmicas cristalinas formados inicialmente como vidros 
e depois cristalizados de uma maneira controlada. 
 
22) Um defeito na estrutura cristalina pode ser compreendido como a ruptura de sua 
regularidade. São responsáveis por inúmeros processos fundamentais para a utilização 
de certos materiais em engenharia e, por isso, são desenvolvidos diversos 
procedimentos que introduzem tais defeitos nos materiais compostos por redes 
cristalinas. Como são classificados os defeitos em estruturas cristalinas? Explique cada 
um deles apresentando os diferentes tipos de defeitos pertencentes a cada grupo 
Puntiformes: quebra de regularidade de uma rede cristalina em um ponto. Pode ser 
subdividido em três categorias: 
Vacância: Falta de um átomo na rede cristalina. 
Interstícios: a presença de um átomo excedente na rede cristalina, causando aumento da 
tensão na rede. 
Impurezas: a adição de elementos intencionalmente que não fazem parte da rede, dando 
propriedades especificas ao elemento. 
Lineares: falha na rede cristalina ao longo de uma linha. Subdivisões: Helice, cunha e mista. 
Superficiais: defeitos ao longo da superfície. Subdivisoes: superfície externa, contorno de 
grão, maclas e contorno de maclas. 
 
23) Quais as principais características dos polímeros termofixos e no que estes 
materiais se diferem dos polímeros termoplásticos segundo Shackelford (2008)? Quais 
os dois grupos de materiais em que os polímeros termofixos estão subdivididos? Cite 
pelo menos dois exemplos de cada um dos subgrupos 
Termofixos: polímetos que tendem a ficar mais rígidos a medida que aumentaa temperatura. 
Subdividido em: 1) termofixos: exemplos:poliuretano, fenólicos, amino, resinas e epóxis; 2) 
elastômeros: exemplos: viton, isopreno, neoprene. 
Termoplasticos: polímetos que tendem a ficar mais moles a medida que a temperatura 
aumenta, ao oposto dos termofixos. 
 
24) Qual o comportamento dos condutores perante o aquecimento ? 
O aumento da temperatura acima da temperatura ambiente causa a queda de condutividade 
elétrica. A queda é causada pela queda de elétrons com o aumento da temperatura. O 
aumento da temperatura aumenta a agitação da estrutura cristalina dificultado a passagem de 
elétrons. 
 
25) O que é supercondutividade e suas aplicações? 
Propriedade física que alguns materiais apresentam quando resfriados a temperaturas 
extremamente baixas, podendo conduzir corrente elétrica sem resistência e sem perda de 
energia. Algumas aplicações: armazenamento de energia; transportes (como trens, já em 
processo de desenvolvimento); medicina, em ressonâncias magnéticas; entre outros. 
 
26) O que são nanos tubos de carbono e suas aplicações? 
São tubos ocos formados por alótropos de carbono por processo de nanotecnologia. Algumas 
aplicações dos nano tubos são: desenvolvimento de nano processadores; células solares; 
fabricação de baterias; super capacitores; na construção civil; fabricação de roupas com 
propriedades especiais, como os requisitados pela NASA; entre outros. 
 
27) Tipos de sólidos e exemplos? 
Iônicos: unidade fundamental é o íon. Propriedades: Duro (quebradiço); ponto de fusão alto; 
condução térmica e elétrica ruins. Condução elétrica boa quando diluído em água. Exemplos: 
H2SO4, NaCl. 
Metálico: unidade fundamental é o cátion e o elétron. Propriedades: de macios a duros; ponto 
de fusão alto/baixo; ótimos condutores térmicos e elétricos. Exemplos: Fe, Ag, Cu, metais e 
ligas... 
Molecular: unidade fundamental é a molécula. Propriedades: macio; ponto de fusão baixo; 
condução térmica e elétrica ruins. Exemplos: O2, H2, I2. 
Covalentes: unidade fundamental é o átomo. Propriedades: duros; ponto de fusão alto; 
condução térmica e elétrica ruins. Exemplos: grafite, diamante, mica.. 
 
28) A utilização de biomateriais no corpo humano geralmente enfrenta dois tipos de 
problema. Quais são eles ? 
Problemas físicos e químicos. Como o corpo responde ao contato com esses materiais; 
Problema do desempenho dos biomateriais, que nem sempre é o desejado. 
 
29) A necessidade de se encontrar um material que apresente propriedades de 
biocompatibilidade com o organismo humano sempre motivou inúmeros estudos na 
área de novos materiais. Tal fato levou ao uso de materiais com características 
mecânicas e químicas semelhantes às existentes no organismo. Devido a sua 
resistência/peso as ligas de titânio tem se estabelecido como excelente material para uso 
em implantes ortopédicos. Descreva algumas propriedades do titânio puro e ligas de 
titânio. 
O titânio puro: é ótimo para implantes, devido a sua relação resistência/peso, boa resistência 
a corrosão e elevada biocompatibilidade; 
Ligas de titânio: é ótimo para próteses, devido a suas ótimas propriedades mecânicas e ótima 
resistência a corrosão. 
 
30) Quais são as técnicas de dopagem? Cite o processo. 
É um processo por aquecimento que transforma o cristal em liquido (pasta) quando há a 
introdução das impurezas (material de dopagem). 
1) no crescimento do cristal; 
2) por liga; 
3) por difusão; 
4) implantação iônica; 
 
31) Como se dá as ligações PN? E qual fenômeno que ocorre a partir dessa união? 
Um semicondutor do tipo N é dopado com impurezas pentavalentes, ou seja, com cinco 
elétrons na ultima camada. Semicondutores do tipo P são dopados com impurezas 
trivalentes, ou seja, três elétrons na ultima camada. 
Quando ocorre a união dos semicondutores tipo P e N o excesso de elétrons da parte N é 
atraída pela falta de elétrons da parte P, provocando recombinações de pares elétrons – 
lacunas, havendo inicialmente uma difusão de elétrons livres do lado N para o lado P e de 
lacunas do lado P para o lado N. 
 
32) Cite algumas características que estruturas cristalinas podem apresentar. Discorra 
sobre cada uma dessas propriedades apresentando alguns exemplos de dispositivos na 
indústria utilizando materiais com estrutura cristalina. 
São sólidos ordenados em que a unidade de repetição é arranjada em forma periódica em 
uma estrutura chamada de Bravais. A estrutura contém a informação das posições de cada 
átomo, e portanto descreve sua maneira física. As características das estruturas cristalinas 
podem ser: 
-piezoeletricidade: gerar eletricidade quando aplicado pressão mecânica; 
-ferroeletricidade: apesar de não conduzirem eletricidade, podem gerar polarização 
espontânea dependo da temperatura aplicada; 
-piroeletricidade: geração de polarização com o aumento da temperatura, devido a corrente 
elétrica na superfície do material. 
-semicondutores. 
Algumas aplicações na indústria: termômetros, transistores, maquinas fotográficas, relógios, 
balanças.. 
 
33) Como são classificados os materiais isolantes de acordo com seu estado físico? 
Descreva quais materiais específicos compõe cada classe de isolantes.. 
Podem ser classificados como 
Sólidos: Minerais: quartzo, pedra sabão, mica, mármore; Cerâmicos: porcelana, vidro; 
Borracha: látex, neoprene, borracha natural; Fibrosos: algodão, seda, nylon. 
Sólidos aplicados em estado líquido ou gasosos: Resinas plásticas: materiais asfálticos; 
Ceras: parafina, cera de abelha; Vernizes: vernizes, solventes, laca; Resinas Sintéticas: 
plásticos moldados e laminados; Resinas Fenólicas: silicones; Compostos de celulose: 
termoplásticos; Plásticos Moldados a Frio: cimento de Portland; 
Líquidos: Óleos Minerais: óleos para transformadores, disjuntores; Dielétricos Líquidos a 
Prova de Fogo: askarel; Óleos Vegetais: linhaça; Solventes: benzina, benzeno, álcool; 
Gases: Ar; Azoto; Anidrido Carbônico; Hidrogênio; Gases Raros; Hexafluoreto de enxofre. 
 
 
34) 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. 
A teoria do octeto baseia-se no fato dos átomos buscarem a estabilidade, como a encontrada 
como nos gases, ou seja, com 8 elétrons na ultima camada. Para conseguir isso, os átomos 
tendem a associar-se com outros para completar a ultima camada. Alguns átomos com menor 
numero de elétrons, tendem a buscar a estabilidade com apenas 2 elétrons na ultima camada, 
chamada de teoria do dueto. Nessa configuração encontram-se os átomos de hidrogênio e 
lítio. Algumas observações podem ser citadas: 
- Quando os elementos estiverem estáveis, ou seja, com 8 (ou 2 dependendo do elemento) 
elétrons na ultima camada, ele não se associará com outro átomo. Um exemplo desses 
elementos são os da família dos gases nobres. He, Ar, Ra.. 
- Quando o átomo tiver 1,2 ou 3 elétrons na ultima camada, ele tem a tendência de doar 
elétrons. P.ex.: os metais. 
- Quando o átomo tiver 5,6 ou 7 elétrons na ultima camada, ele tem a tendência de receber 
elétrons. P.ex.: os não metais. 
- Quando o átomo tiver 4 elétrons na última camada, ele pode receber ou doar elétrons. P.ex.: 
Silício e Germânio. 
 
35) 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 
nanotecnologiaé 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. 
A nanotecnologia é o estudo da manipulação de elementos na escala nanométrica. Têm por 
objetivo criar novos materiais, novos produtos a partir na manipulação de moléculas e 
átomos. O tamanho do nanômetro equivale a um bilionésimo de um metro. E a maior 
dificuldade é a manipulação desses elementos, visto que apenas indústrias e laboratórios 
conseguem realizá-la. 
Na área medica, será possível ministrar medicamentos mais precisamente, podendo ser 
levado o medicamento apenas nas áreas onde ele é necessário, evitando os efeitos colaterais 
e a toxidade dos mesmos. A nanotecnologia pode também ser empregada em 
microprocessadores, para criar sistemas menores e mais eficientes. Em sistemas para filtrar 
água e ar, produtos para limpezas, entre outros. 
 
36) 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. 
São materiais que normalmente apresentam propriedade mecânica de ductibilidade. São uma 
boa opção para substituição de cerâmicas, por serem mais resistentes, e melhor que os metais 
por possuírem ponto de fusão mais altos e melhor resistência a deformação. São materiais 
altamente versáteis e úteis. Nos últimos tempos tem havido muitos estudos para o 
desenvolvimento de polímeros com resistência e rigidez suficientes para substituir metais 
estruturais tradicionais.