2012 1_Aula 12 P&B_Ciência dos Materiais

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19/04/2012 
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Universidade de Brasília - UnB | Ciência dos Materiais | Prof. Claudio Henrique Pereira 
 
ENG AMBIENTAL – UnB 
Faculdade de Tecnologia 
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental 
Aula 12 
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Principais Propriedades intrínsecas 
aos materiais: 
 Propriedades Elétricas; 
 Propriedades Térmicas; 
 Propriedades Óticas. 
 Principais Propriedades intrínsecas aos 
materiais: 
ENG AMBIENTAL – 
UnB 
 
Faculdade de Tecnologia 
Departamento de 
Engenharia Civil e Ambiental 
 
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Propriedades 
Térmicas e Elétricas 
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Propriedades Elétricas 
• Condutividade e Resistividade Elétrica: 
 
– São as propriedades que definem a facilidade ou dificuldade 
de um material em conduzir corrente elétrica 
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MATERIAL RESISTIVIDADE ELÉTRICA (ohm.cm a 20°C) 
 Aço 17,1 x 10-6 
 Cobre 1,7 x 10-6 
 Alumínio 2,9 x 10-6 
 Poliestireno 10+18 
– A condutividade elétrica é o inverso da resistividade 
 (expresso em ohm-1/cm) 
RESISTÊNCIA = (RESISTIVIDADE) x (COMPRIMENTO/ÁREA) 
Propriedades Térmicas 
• Principais propriedades térmicas: 
– Ponto de Fusão; 
– Capacidade Térmica 
– Dilatação Térmica; e 
– Condutividade Térmica. 
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Temperatura é um nível de atividade térmica. 
Calor é a energia térmica. 
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Propriedades Térmicas 
• Ponto de Fusão: 
– Passagem do estado sólido para líquido; 
– Importante para processamento de materiais 
 Ex: reciclagem de polímeros termoplásticos 
– Não existe em materiais amorfos. 
 
• Capacidade Térmica: 
– Ligado aos conceitos de temperatura e conteúdo de 
energia; 
– Representa a variação do conteúdo de calor por ºC; 
– Nas tabelas é usado o conceito de calor específico 
• Relação entre as capacidades térmicas do material e da 
água. 
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Propriedades Térmicas 
• Dilatação térmica: 
– Possibilita a determinação da variação 
dimensional do material com a mudança de 
temperatura 
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MATERIAL COEF. DE DILATAÇÃO TÉRMICA (cm/cm/°C a 20°C) 
 Concreto 12,6 x 10-6 
 Cobre 16,2 x 10-6 
 Alumínio 22,5 x 10-6 
Aumentando-se a temperatura o coeficiente também aumenta 
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Propriedades Térmicas 
• Condutividade térmica: 
– Possibilita a determinação da capacidade de 
um material conduzir ou transferir calor 
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MATERIAL COEF. DE CONDUÇÃO TÉRMICA (°C.cm2.s a 20°C) 
 Tijolo Cerâmico 0,0015 
 Aço 0,115 
 Poliestireno 0,0002 
 Principais Propriedades intrínsecas aos 
materiais: 
ENG AMBIENTAL – 
UnB 
 
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Engenharia Civil e Ambiental 
 
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Propriedades Óticas 
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Propriedades Ópticas 
• Luz: Parte visível do espectro eletromagnético (0,4 a 0,7 mm) 
 
 Segundo Maxwell, a luz é uma modalidade de energia 
radiante que se propaga através de ondas 
eletromagnéticas. As características de uma onda são 
comprimento de onda (λ) e a freqüência (f). 
 A velocidade da onda (c) as correlaciona da seguinte 
forma: 
c = λ f 
 
Definição Popular: Forma de energia com propriedade especial de 
estimular os olhos e capaz de fazer com que o celebro registre 
uma imagem visual (HOPKINSON, 1963) 
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Propriedades Ópticas 
• Espectro eletromagnético 
O espectro eletromagnético está formado por um 
conjunto de ondas eletromagnéticas, tais como, 
ondas de rádio, microondas, raios 
infravermelhos, luz visível, raios ultravioletas, 
raios x e raios gama. 
As ondas diferem entre si pela freqüência e 
propagam-se com a mesma velocidade da luz no 
vácuo. 
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Propriedades Ópticas 
• Espectro eletromagnético 
11 Espectro eletromagnético mostrando a faixa da luz visível (sem escala) 
Propriedades Ópticas 
• A optoeletrônica se centra principalmente na 
parte do espectro eletromagnético 
correspondente à luz visível e à parte do 
infravermelho próximo à luz visível. 
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“Optoeletrônica é a interação entre radiação luminosa e matéria, entre fótons e elétrons” 
 A optoeletrônica se refere a dispositivos eletrônicos que interagem com a luz. 
 Muitos destes dispositivos são feitos de semicondutores. 
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Propriedades Ópticas 
• Absorção 
Existem superfícies que absorvem a maior parte 
das radiações luminosas que chegam até elas. 
Geralmente, tais objetos são de cor preta. 
 
Outros tipos de superfícies e objetos absorvem só 
uma determinada gama de comprimentos de 
onda refletindo o resto, o que vai definir a cor 
da superfície que observamos. 
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• Absorção 
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Absorção da luz 
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Propriedades Ópticas 
• Refração 
Fenômeno que ocorre quando os raios luminosos 
passam de um meio para outro e sofrem uma 
variação na velocidade de propagação e uma 
mudança na direção. 
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Propriedades Ópticas 
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 Refração: 
Fenômeno que ocorre quando os raios luminosos 
passam de um meio para outro e sofrem uma variação 
na velocidade de propagação e uma mudança na 
direção. 
Refração da luz 
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Propriedades Ópticas 
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 Índice de Refração: 
 
 Razão entre a velocidade de luz no vácuo e a 
velocidade da luz no material; 
 
 O índice pode ser expresso também em termos 
do ângulo de incidência e o ângulo de refração. 
Propriedades Ópticas 
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 Índice de Refração: 
 
 Para materiais que não tem a capacidade de absorver luz 
(não absorventes): 
m = c Vp 
 
 Para materiais que tem capacidade de absorver luz 
(absorventes): 
m = m'(1− ai) 
 
Onde: m’: índice de refração real 
 a: relacionado com o coeficiente de absorção do material. 
 i : (−1)-1/2 , parte imaginaria, número complexo 
A parte imaginaria do índice de refração é igual a zero para materiais não absorventes 
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Propriedades Ópticas 
• Reflexão 
 
Quando os raios de luz chegam até um corpo e não 
podem continuar se propagando, saem desviados em 
outra direção, quer dizer, se refletem. Isto ocorre 
dependendo do tipo de superfície na qual os raios 
incidem e do ângulo que formam sobre a mesma, 
podendo ser uma reflexão uniforme ou dispersa. 
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Propriedades Ópticas 
• Reflexão 
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Reflexão da Luz 
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Propriedades Ópticas 
• Reflexão 
 
A forma de reflexão de determinada superfície varia de 
difusa (luz refletida igualmente em todas as direções) 
a especular (luz refletida em somente uma direção) 
indicado como a direção da luz refletida pode ser 
afetada pela textura da superfície. 
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Propriedades Ópticas 
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CU$TO 
• Viabiliza ou não a aplicação de um Material 
 
• Custo Unitário não é suficiente 
(verificação da influência no processo) 
 
• *Custo Ambiental 
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