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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CAMPUS PAU DOS FERROS CURSO BACHARELADO EM CIÊNCIAS E TECNOLOGIA EXERCÍCIOS – CIÊNCIAS DOS MATERIAIS, ESTRUTURAS CRISTALINAS, POLÍMEROS E CERÂMICAS Disciplina: Química Aplicada à Engenharia Professora: Josy Eliziane T. Ramos Ciências dos Materiais 1) Como podem ser alteradas as propriedades dos materiais? 2) Como podem ser agrupadas as propriedades dos materiais sólidos? 3) De acordo com suas classificações básicas, como foram classificados os materiais sólidos? 4) Quais os três grupos de materiais sólidos de engenharia? 5) Relacione três caracteristicas de cada grupo de material. 6) Em que consiste os materiais inteligentes? Estruturas Cristalinas 7) Calcular o volume de uma célula unitária CFC em termos de raio atômico R 8) Determine a estrutura cristalina do cobre puro, sabendo que ele apresenta densidade de aproximadamente 8,9 g/cm³, raio atômico 0,128 nm e massa atômica 63,5 g/mol. Demonstre seus cálculos considerando os átomos como esferas rígidas. 9) Calcule o FEI do MgO. Dados: rnm átomoMg = 0,078 e rnm átomoO = 0,132. Lembre- se de que a estrutura é similar à do NaCl. A rede de Bravais cfc será: 10) Calcule a densidade do MgO, sabendo que e o volume de célula unitária corresponde a . Dados: massa molecular atômica e . 11) Calcule a densidade do Fe(α), sabendo-se que é um metal com estrutura ccc. Dados: massa atômica de e . 12) Calcule o FEI do CaO. Dados: e . Lembre-se: . 13) Calcule a densidade do CaO. Dados: a = 0,476nm e Ca=40,08 u.m.a. O=16,00 u.m.a. 14) À 20ºC, o bário é CCC e o parâmetro de rede é 0,5019nm. Calcule o valor do raio do bário, em nanometros. 15) À 20ºC, o ferro apresenta estrutura CCC, sendo o raio atômico 0,124nm. Calcule o parâmetro de rede “a” da célul unitária do ferro. 16) Calcule o volume da célula unitária da estrutura cristalina do zinco, utilizando os seguintes dados: O Zn tem estrutura cristalina HC, com os parametros de rede a= 0,2665nm e c= 0,4947nm. 17) À 20ºC, o nióbio é CCC e o parâmetro de rede é 0,33007nm e a densidade 8,60g/cm³. Calcule o valor da massa atomica do nióbio. 18) Calcule a densidade da prata (Ag), em g/cm³, cuja estrutura é CFC e parâmetro de rede a=0,40856nm. Considere a massa atômica 107,87g/mol. 19) A densidade do chumbo é 11,36g/cm³ e sua massa atommica é 207,19g/mol. Considerando uma estrutura CFC, calcule o parâmetro de rede “a” e o raio atômico. 20) Em aquecimento, o Ferro puro sofre, a 912ºC, uma transformação polimórfica passando de CCC para CFC. Calcule o percentual de variação de volume associada. Dados: 912ºC, a célula CFC tem parametro de rede a= 0,293nm e a célula CCC tem parametro de rede a= 0,363nm. 21) Desenhe os seguintes vetores-direção, em células unitárias cúbicas: (a) [100] e [110]; (b) [112]; (c) [110] e (d) [321] 22) Desenhe dentro de uma célula unitária cúbica as seguintes direções cristalográficas: a) [-110]; b) [-1-21]; c) [0-12]; d) [1-33]; e) [-1-11]; f) [-122]; g) [1-2-3]; h) [-103]; 23) Determine os índices de Miller para os planos mostrados na célula unitária abaixo: Índices de Miller dos planos A e B 24) Desenhe os seguintes planos cristalográficos de células unitárias cúbicas: a) (101); (b) (1 1 0); (c) (221) e (d) Numa célula unitária CCC, desenhe o plano (110) e indique as coordenadas de posição dos átomos cujos centros são intersectados por este plano. 25) Determine os índices de Miller para os planos mostrados na célula unitária abaixo: Polímeros 26) O que são polímeros? Quais as classificações e as estruturas moleculares dos mesmos. 27) Os plásticos constituem uma classe de materiais que confere conforto ao homem. Sob o ponto de vista químico, os plásticos e suas unidades constituintes são, respectivamente: a) hidrocarbonetos; peptídios; b) macromoléculas; ácidos graxos; c) polímeros; monômeros; d) polímeros; proteínas; e) proteínas; aminoácidos. 28) "(...) Plásticos foram descobertos no século passado, mas o primeiro completamente sintético a ser comercializado foi o baquelite, inventado em 1910. (...) Foi em 1922 que o alemão Hermann Staudinger descobriu que substâncias como a borracha eram formadas por cadeias de moléculas, chamadas por ele de macromoléculas. Estava descoberto o polímero (...)"(Texto extraído do jornal O Estado de S. Paulo) Assinale a alternativa que relaciona polímeros que contenham halogênios em sua estrutura: a) polietileno e polipropileno b) nylon e dácron c) baquelite e borracha d) PVC e teflon e) amido e proteínas 29) Polímeros (do grego poli, "muitas", meros, "partes") são compostos naturais ou artificiais formados por macromoléculas que, por sua vez, são constituídas por unidades estruturais repetitivas, denominadas.............. Assim, entre outros exemplos, podemos citar que o amido é um polímero originado a partir da glicose, que o polietileno se obtém do etileno, que a borracha natural, extraída da espécie vegetal Hevea brasiliensis (seringueira), tem como unidade o ....................... e que o polipropileno é resultado da polimerização do.............. As lacunas são preenchidas, correta e respectivamente, por: a) elastômeros, estirenos e propeno; b) monômeros, isopreno e propeno; c) anômeros, cloropreno e neopreno; d) monômeros, propeno e isopreno; e) elastômeros, eritreno e isopreno. 30) Quais as propriedades dos Polímeros? 31) Como o encadeamento das unidades monoméricas pode ser realizado? 32) Quais os métodos de conformação dos polímeros? Detalhe um pouco sobre cada processo. Cerâmicas 33) O que são materiais cerâmicos e quais suas áreas de aplicações? 34) Quais as caracteristicas das cerâmicas, em termos de suas propriedades químicas e mecânicas? 35) Quais as diferenças entre as cerâmicas tradicionais e as técnicas ou avançadas? 36) Que tipos de ligações químicas acontecem nos materiais cerâmicos? Como o tipo de ligação influencia na estrutura dos materiais? 37) Quais as aplicações dos materiais cerâmicos? Cite os processos de obtenção dos principais produtos.
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