AV2 - COMPORTAMENTO QUÍMICO E MECÂNICO DOS MATERIAIS

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Avaliação A2 Prova Online 1 Os materiais cerâmicos foram primeiro exercício de engenharia de materiais do ser humano, que se iniciou na produção de recipientes obtidos a partir da "queima" da argila nas fogueiras primitivas. Esse tipo de produção existe até hoje, porém, desde então os materiais cerâmicos evoluíram muito. Considerando texto apresentado, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. A inovação na escolha de materiais inclui a análise da evolução e das aplicações atuais de cerâmicas, como em processa- dores e circuitos integrados. PORQUE II. Os semicondutores são materiais cerâmicos de grande importância para a fabricação de processadores utilizados nos dis- positivos eletrônicos. A respeito dessas asserções, assinale a opção correta. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. As asserções I e II são proposições falsas. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.Avaliação A2 - Prova Online 2 A Anisotropia e a Isotropia são termos usados para descrever o comportamento dos materiais em resposta a uma força apli- cada em diferentes direções. Em relação aos materiais isotrópicos e aos materiais anisotrópicos, eles se comportam de ma- neira diferente um do outro em relação à força aplicada. Com base no exposto, quando um material responde de maneira diversa de acordo com a direção da força aplicada, esse material é considerado: Cristalino, pois possui um arranjo atômico uniforme. Anisotrópico, pois suas propriedades variam conforme a direção. Policristalino, pois é composto por vários pequenos conjuntos de cristais ou grãos. Amorfo, pois possui um arranjo atômico regular. Isotrópico, pois suas propriedades físicas são as mesmas em todas as direções.De acordo com Stein, Gehlen e Rojas (2019, p. 140), "o revenimento é feito no aço após a têmpera para reduzir as tensões internas e diminuir a chance de trincas, pois deixa a peça menos frágil. Com algumas exceções, normalmente as peças tem- peradas são sempre revenidas". Considerando isso, imagine que você é um engenheiro de materiais em uma indústria auto- mobilística. Sua tarefa é projetar um componente que precisa ter alta resistência mecânica, mas também requer um certo ní- vel de tenacidade para evitar falhas prematuras sob condições de operação. Após a formação da martensita através do trata- mento de têmpera, você decide aplicar um tratamento de revenimento. STEIN, Ronei GEHLEN, Rubens Zolar da ROJAS, Fernando Cuenca. Tecnologia dos materiais. Porto Alegre: SAGAH, 2019. ISBN Disponível em: Minha Acesso em: 13 jun. 2022. Considerando contexto apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. tratamento de revenimento, ao diminuir a dureza do aço e aumentar sua tenacidade, requer que 0 componente seja aquecido moderadamente por um tempo apropriado. PORQUE II. tratamento de revenimento transformará a martensita em perlita, reduzindo a dureza do aço e aumentando sua tenacidade. A respeito dessas asserções, assinale a opção correta: As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. As asserções I e II são proposições falsas. A asserção I é uma proposição falsa, ea II é uma proposição verdadeira. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.Para materiais metálicos sistema mais importante é 0 do Ferro-Carbono. Esse sistema abrange materiais mais utiliza- dos (em volume) na indústria e materiais mais utilizados para aplicações em sistemas estruturais, que são aços e os ferro fundidos. A partir disso, imagine que você é um engenheiro de materiais e está estudando a microestrutura do aço, uma liga metálica que é um sistema binário composto por ferro e carbono. Sabendo que limite de solubilidade do carbono no ferro varia com a temperatura e que há diferentes fases presentes de- pendendo da quantidade de carbono e da temperatura, é correto afirmar que diagrama de fase binário que descreve corre- tamente a microestrutura do aço ao ser resfriado seria: Diagrama com uma linha de fase que atravessa horizontalmente toda a sua extensão, criando uma imagem de consistência única. Diagrama com uma linha de fase vertical atravessando o centro, estabelecendo uma clara divisão simétrica e assumindo um papel de destaque. Diagrama com duas linhas de fase que se encontram no centro, formando um "V", com uma região bifásica entre elas. Diagrama com duas linhas de fase paralelas que se estendem do canto superior esquerdo para canto inferior direito. Diagrama com uma única linha de fase que vai do canto superior esquerdo ao canto inferior direito.Leia excerto a seguir: "As ligações covalentes podem ser muito fortes, como no diamante, que é muito duro e possui uma temperatura de fusão muito elevada, >3550°C (6400°F), ou podem ser muito fracas, como no bismuto, que se funde em aproximadamente 270°C (518°F). [..] Uma vez que os elétrons que participam nas ligações covalentes estão firmemente presos aos átomos da liga- ção, a maioria dos materiais ligados covalentemente é composta por isolantes elétricos, ou, em alguns casos, semicondutores." JR., William DC. Ciência e Engenharia de Materiais Uma Grupo 2020. p. 32. E-book ISBN Disponível na Minha biblioteca integrada. Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir: I. Uma ligação covalente ocorre quando dois átomos compartilham um ou mais pares de elétrons. II. A direcionalidade da ligação covalente implica que essa ligação pode ocorrer em qualquer direção entre os átomos. III. A ligação covalente é mais comum em elementos com grande diferença de eletronegatividade. IV. A ligação covalente promove uma configuração eletrônica estável por meio do compartilhamento de elétrons. É correto o que se afirma em: II, III e IV, apenas. I, II e IV, apenas. I e III, apenas. II e III, apenas. I e IV, apenas.Os materiais sólidos apresentam diferentes formas de organização atômica, que são características importan- tes para determinar seu comportamento químico e mecânico. Nesse sentido, é crucial distinguir entre sólidos cristalinos e sólidos não cristalinos ou amorfos. Algumas das propriedades dos sólidos cristalinos dependem da estrutura cristalina do material, ou seja, da maneira como os átomos, íons ou moléculas estão arranjados no espaço. (CALLISTER JR., 2020). CALLISTER JR., William D.; RETHWISCH, David G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2020. Livro digi- tal. (1 recurso online). ISBN 9788521637325. Disponível em: Minha Biblioteca. Acesso em: 29 mar. 2022. Considerando que está apontado acima, bem como fato da importância das características dos materiais sólidos para determinar seu comportamento químico e mecânico, assinale a alternativa correta: Os sólidos cristalinos são materiais nos quais átomos estão organizados de maneira ordenada e uniforme. Os sólidos amorfos são materiais que possuem um alto grau de organização e uniformidade no posicionamento de seus átomos. Os sólidos cristalinos são materiais nos quais os átomos estão organizados de maneira desordenada e variada. Os materiais sólidos, todos, possuem uma estrutura cristalina devido à natureza organizada dos átomos. Os sólidos cristalinos e amorfos variam no arranjo atômico, mas essa característica deixa as propriedades químicas ou mecânicas do material inalteradas. Leia trecho a seguir. "Uma discordância é um defeito linear ou unidimensional em torno do qual alguns átomos estão desalinhados. [...] A maioria das discordâncias encontradas nos materiais cristalinos provavelmente não é nem puramente em aresta nem puramente em espiral, mas exibe componentes de ambos os tipos; essas discordâncias são denominadas discordâncias mistas". CALLISTER JR., W. D.; RETHWISCH, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2021. p. 88. ISBN Disponível em: Minha Acesso em: 5 jul. 2023. Com base no texto apresentado, qual é principal efeito das discordâncias na estrutura cristalina de um material durante a deformação plástica? As discordâncias facilitam a difusão dos átomos no material, permitindo a reorganização de sua estrutura cristalina. As promovem a reorientação dos cristais no material, alinhando sua estrutura e melhorando suas propriedades elétricas. As discordâncias promovem a cristalização de materiais anteriormente amorfos, melhorando suas propriedades térmicas. As discordâncias promovem a recuperação elástica do material, restaurando sua forma original após a deformação plástica. As discordâncias aumentam a resistência do material, tornando-o mais duro e resistente à deformação.Leia 0 excerto a seguir: "Charles Eames foi um dos primeiros designers a reconhecer as vantagens do uso de novos materiais chamados compósitos. De fato, madeira compensada é um compósito, mas não foi até que Eames e Eero Saarinen usaram esse material nas suas propostas de mobiliário, em uma competição em 1944, quando potencial desses materiais para design foi reconhecido. As limitações do compensado fizeram com que Eames procurasse outros materiais. Ele descobriu que a fibra de vidro (fiber- glass) dava a este a resistência, leveza e liberdade de projeto que estava procurando em outros materiais para cadeiras." LESKO, Jim. Design Guia de Materiais e [s.L.]: Editora Blucher, 2012. p. 334. E-book ISBN Disponível em: Minha Acesso em: 21 jul. 2023. Considerando texto apresentado, avalie as afirmações a seguir: I. Os compósitos são a combinação de substâncias distintas para criar um novo material com propriedades melhoradas. II. A combinação de um material matriz com um material de reforço em um compósito é crucial para obter conjunto de- sejado de propriedades para 0 compósito. III. Os compósitos são construídos a partir de um material matriz, que fornece forma e rigidez, e um material de reforço, que oferece resistência e durabilidade. IV. A engenharia de compósitos envolve ajuste cuidadoso de materiais e processos de fabricação para criar produtos personalizados para uma variedade de aplicações. É correto o que se afirma em: II, III e IV, apenas. I, II, III e IV. I, III e IV, apenas. I, II e III, apenas. I, II e IV apenas.Podemos dizer que os materiais são formados por substâncias e átomos unidos por meio das ligações químicas, por tanto leia 0 trecho a seguir: "A ciência de materiais envolve a investigação das relações que existem entre as estruturas e as propriedades dos materiais (isto é, por que os materiais apresentam suas propriedades). Já a engenharia de materiais envolve, com base nessas corre- lações estrutura-propriedade, projeto ou engenharia da estrutura de um material para produzir um conjunto predeterminado de propriedades" (CALLISTER, RETHWISCH 2020, p.2). CALLISTER JR., William D.; David G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2020. Livro digital. (1 recurso online). ISBN Disponível em: Minha Acesso em: 25 jun. 2023. Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir: 1.0 átomo é constituído por um núcleo de prótons e eletrosfera que são os nêutrons. II. Os átomos determinam as propriedades dos materiais e suas aplicações. III. átomo é uma unidade fundamental estrutural de todos os materiais. IV. Os materiais são formados por ligações químicas através dos nêutrons. É correto que se afirma em: II e III, apenas. I, II, III e IV. III e IV, apenas. I e III, apenas. I, II e IV, apenas.A tabela periódica dos elementos químicos é uma representação visual que organiza elementos com base em suas propri- edades físicas e químicas. Além do comportamento químico, as propriedades físicas dos elementos, como condutividade elé- trica, condutividade térmica e ductilidade, também variam sistematicamente de acordo com a posição na tabela periódica. JR., William DC. Ciência e Engenharia de Materiais Uma Introdução. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2020. ISBN Disponível na Minha biblioteca integrada. Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir: I. A ductilidade é uma propriedade específica dos metais e está relacionada à sua capacidade de serem deformados plastica- mente sem fraturar. II. Elementos do Grupo IVA, como o carbono na forma de diamante e o silício, possuem condutividade elétrica que diminui conforme se desce na coluna da tabela periódica. III. Os elementos metálicos do Grupo VB são caracterizados por possuírem altas temperaturas de fusão, que tendem a au- mentar ao descer ao longo da coluna. IV. Não-metais, independentemente do seu estado, são bons condutores de eletricidade e calor. É correto que se afirma em: II, III e IV, apenas. I, II e IV, apenas. I e III, apenas. II e III, apenas. I e IV, apenas.A organização atômica em materiais sólidos é um elemento fundamental que impacta suas propriedades químicas e mecâni- cas. Em particular, a distinção entre materiais monocristalinos, que apresentam um arranjo atômico perfeito e uniforme em toda a sua estrutura, e materiais policristalinos, compostos por vários pequenos conjuntos de cristais ou grãos, é essencial para compreender 0 comportamento de materiais cristalinos. Considerando que está apontado acima a respeito da organização atômica, materiais sólidos cristalinos são majoritariamente: Não cristalinos, pois possuem uniformidade no posicionamento dos átomos. Isotrópicos, pois suas propriedades dependem da direção. Policristalinos, pois são compostos por vários pequenos conjuntos de cristais ou grãos. Amorfos, pois possuem um arranjo atômico ordenado. Monocristalinos, pois têm uniformidade atômica perfeita na estrutura material. Semicondutores podem transitar para um estado condutivo com o movimento de seus elétrons entre as camadas. Esse fenô- meno pode ser induzido através de duas metodologias principais: uma abordagem térmica que envolve a alteração da tempe- ratura do material, e o processo conhecido como "dopagem". A combinação dessas técnicas confere aos semicondutores uma versatilidade notável em aplicações práticas. Considerando que está apontado acima, qual é efeito da dopagem de átomos de fósforo no silício puro? fósforo reage com o silício, formando uma liga metálica. fósforo modifica a estrutura cristalina do silício, resultando em maior resistência mecânica. fósforo adiciona elétrons livres ao silício, tornando-o um material condutor de eletricidade. fósforo remove elétrons do silício, transformando-o em um material isolante. fósforo aumenta grau de pureza do silício, tornando-o mais valioso.Os elétrons de valência são essenciais para a química, já que são responsáveis pelas reações químicas, as quais ocorrem quando átomos compartilham, doam ou recebem elétrons de valência. Diferentes elementos têm um número diferente de elé- trons de valência, e esse número determina as propriedades de um elemento, incluindo como ele reage com outros elementos. Com base no texto apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. A quantidade de elétrons de valência de um átomo é fixa e invariável, independentemente de sua reatividade química. PORQUE II. A capacidade de um átomo formar ligações químicas é influenciada pela configuração de seus elétrons de valência. A respeito dessas asserções, assinale a opção correta: As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. As asserções I e II são proposições falsas. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.Para demonstrar como ocorrem as transformações de fase nos aços e nas outras ligas ferro-carbono, os profissionais da área de Engenharia utilizam que chamamos de Diagrama TTT. As letras T contidas no diagrama significam: Tempo; Trans- formação; Temperatura. Com isso, considere que durante sua carreira como engenheiro de materiais em uma empresa de fa- bricação de peças automotivas, você recebe a tarefa de selecionar um aço apropriado para a produção de um componente que requer alta resistência ao desgaste. Para isso, você decide aplicar um tratamento térmico para ajustar a microestrutura do aço. Com base no conteúdo fornecido, você usaria Diagrama TTT para determinar tratamento térmico adequado, da seguinte forma: Utilizaria Diagrama TTT para identificar a taxa de resfriamento que formará bainita, pois esta estrutura tem alta resistência ao desgaste. Consideraria apenas a taxa de resfriamento, deixando a temperatura de aquecimento irrestrita, conforme orientação do Diagrama TTT. Usaria Diagrama TTT para identificar a taxa de resfriamento que resultaria na formação de martensita, a microestrutura que apresenta a maior resistência ao desgaste. Usaria Diagrama TTT para identificar a taxa de resfriamento que resultaria na formação de ferrita e cementita, pois essas são as fases mais duráveis do aço. Aqueceria aço a uma temperatura muito alta e depois permitiria um resfriamento rápido para obter uma microestrutura completamente austenítica. Os materiais metálicos são compostos predominantemente por elementos metálicos e são conhecidos por suas característi- cas específicas, como condutividade elétrica e térmica, maleabilidade e ductilidade. Essas propriedades estão diretamente relacionadas à natureza das ligações químicas presentes nesses materiais, conhecidas como ligações metálicas. Considerando o texto apresentado, em relação aos materiais metálicos é correto afirmar que: A condutividade térmica e a opacidade são propriedades que caracterizam um metal e são decorrentes da existência da nuvem de nêutrons. A melhora nas condutividades térmica e elétrica é justificada pelo elevado número de elétrons de valência dos átomos. A resistência e a deformabilidade dos materiais metálicos são atribuídas às ligações metálicas. A presença de uma parcela apreciável de ligações covalentes é observada em metais de transição com baixo número de elétrons de valência em seus átomos. A predominância da ligação metálica diminui à medida que número de elétrons de valência do átomo metálico aumenta.