Solucao da Prova1

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Primeira Avaliação Semestral Data - 19/06/2013 
DISCIPLINA: ENG360 - Materiais de Construção para Equipamentos na Indústria Química
Professor – Manuel de Almeida Barreto Filho
Aluno - Assinatura _________________________________
QUESTÕES OBJETIVAS (4,0 pontos)
Observação – Cada questão objetiva de “n” alternativas que for respondida de forma incorreta será penalizada adicionalmente ao valor normal da questão em [100/(n-1)] % do valor correspondente à questão. Questões cuja nenhuma resposta for assinalada não terão penalidade adicional além do valor normal da questão. Valor normal de cada questão – 0,4 pontos.
1 – Quais dos seguintes materiais podem formar sólidos cristalinos?
A – Polímeros B – Metais C – Cerâmicas D – Todos os itens anteriores E – NRA
Sob condições normais de solidificação os três tipos podem formar sólidos cristalinos.
2 – O desenho a seguir representa a célula unitária de qual estrutura cristalina?
A – CS B – CFC C – CCC D – HS E – NRA 
Um átomo no centro de cada face.
3 – Quantos sistemas cristalinos possuem a relação “α=β=γ=90o” entre ângulos interaxiais?
A – 1 B – 2 C – 3 D – 4 E -5
Cúbico, Tetragonal (paralelepípedo de base quadrada) e Ortorrômbico (paralelepípedo de base retangular, não quadrada)
4 - Quantos sistemas cristalinos possuem a relação “a=b≠c” para comprimentos das arestas das células unitárias?
A – 1 B – 2 C – 3 D – 4 E – 5
Hexagonal e Tetragonal
5 – É possível construir um sólido cristalino perfeito que não contenha nenhuma lacuna?
A – V B – F
A presença de lacunas aumenta a entropia (aleatoriedade do cristal).
6 – O Soluto é um elemento ou composto presente em maior quantidade numa solução sólida.
A – V B – F
O soluto é um elemento ou composto presente em menor concentração.
7 – A energia de superfície de um monocristal depende da orientação cristalográfica em relação à superfície?
A – V B – F
A compactação atômica é diferente para os vários planos cristalográficos.
8 – Duas amostras de metais, C e D, possuem número do tamanho de grão ASTM (n) de 3 e 8, respectivamente. Qual amostra tem o maior tamanho médio do grão? N=2(n-1), N é a densidade superficial de grãos associada a um fator de ampliação de 100X.
A – Tamanho de grão de C < tamanho de grão de D
B – Tamanho de grão de C > tamanho de grão de D
Se “n” aumenta, “N” também aumenta. Então o tamanho do grão diminui. 
9 – Conforme a temperatura diminiu, a fração do número total de átomos que são capazes do movimento difusivo
A – Aumenta B – Diminui
 Quando T diminui, (1/T) aumenta e (Nl/N) diminui.
10 – Selecione o conjunto de índices de Miller para o plano na estrutura cristalina CS desenhada abaixo.
A – (120) B – (100) C – (111) D – (110) E – (210) 
QUESTÕES DISCURSIVAS (6,0 pontos) – Valor de cada questão - 1,0 ponto.
1 - Determine os índices de Miller para os planos mostrados abaixo 
 -(-2+1)=1
(0 0 0 1/2) → (0 0 0 2) (-1/2 1 1/2) → (-2 1 2) ou (-2 1 1 2) 
2 - Determine os índices de Miller para as direções cristalográficas B e D mostradas abaixo
 
B: Pontos cristalográficos (1 1/2 1) e (0 1 1) → (0-1 1-1/2 1-1) → (-1 ½ 0) → 
D: Pontos cristalográficos (1/2 0 1) e (1 1/2 0) → (1-½ ½-0 0-1) → (½ ½ -1) → 
3 – Determine o fator de empacotamento de uma célula unitária com estrutura CS
4 – A energia potencial resultante entre dois íons adjacentes, E, pode ser representada por 
 .
Calcule a energia mínima de ligação (E0).
 
 
5 – Demonstre que a deformação verdadeira εV pode ser expressa por 
quando o volume do corpo de provas permanece constante durante a deformação.
Aqui, A0 é a área de seção transversal original e Ai é seu valor instantâneo.
Dica: 
 Volume constante → 
 
�� EMBED Equation.3 
6 – Considere um par de difusão composto por dois sólidos semi-infinitos do mesmo metal e que cada lado do par de difusão possui concentração diferente do mesmo elemento de impureza; além disso, considere que cada nível de impureza seja constante em todo o seu lado do par de difusão. Considere ainda que a posição x=0 é tomada como a interface inicial do par de difusão, C1 a concentração de impurezas para x < 0 e C2 é a concentração de impurezas para x > 0 (C1>C2). Para esta situação, determine a solução da segunda Lei de Fick (assumindo que o coeficiente de difusão para a impureza é independente da concentração), partindo da solução para o caso do sólido semi-infinito com concentração constante na face interna (ver solução abaixo).
Solução da Segunda Lei de Fick para o sólido semi-infinito com concentração constante na face interna: 
 onde,
C0 (concentração inicial em toda sólido antes do início do processo de difusão) 
CS (concentração mantida constante na face interna do sólido durante todo processo de difusão)
 Pede-se determinar a expressão 
 para a nova situação – par de difusão.
A situação simula como obter uma concentração constante na face interna de um sólido semi-infinito.
O sólido semi-infinito que fica do lado esquerdo (x<0) vai contribuir sempre com C1 para obtermos CS na face interna (x=0).
 e 
 
 
�� EMBED Equation.3 
�� EMBED Equation.3 
�� EMBED Equation.3 
_1434103084.unknown
_1434104323.unknown
_1434104699.unknown
_1434104868.unknown
_1434104945.unknown
_1434105072.unknown
_1434105143.unknown
_1434105034.unknown
_1434104913.unknown
_1434104750.unknown
_1434104619.unknown
_1434104637.unknown
_1434104463.unknown
_1434104607.unknown
_1434103786.unknown
_1434104304.unknown
_1434104311.unknown
_1434103427.unknown
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_1434103248.unknown
_1432957236.unknown
_1434102579.unknown
_1434102862.unknown
_1432957908.unknown
_1434101374.unknown
_1432957449.unknown
_1432957059.unknown
_1432957192.unknown
_1432956850.unknown