1ª Lista de Exercícios (FTM100) Ciência dos Materiais I (Unidade I)

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Curso de Engenharia de Materiais (3º Período) 
Disciplina: FTM100 - Ciências dos Materiais I, Semestre: 2016.1 
Prof. Dr. Jean Carlos Silva Andrade 
 
 
 
 
 
1ª Lista de Exercícios (Unidade I) 
 
1. O que são materiais e como normalmente são divididos? 
 
2. Quais as principais características dos materiais metálicos e como são formados? 
 
3. Quais as principais características dos materiais cerâmicos e como são formados? 
 
4. Quais as principais características dos materiais poliméricos e como são formados? 
 
5. Quais as principais características dos materiais compósitos e como são formados? 
 
6. Define estrutura, propriedades, processamento e desempenho informando as principais 
características. 
 
7. Descreva como está organizada a tabela periódica e em que está baseada esta organização? 
 
8. Quantos orbitais são permitidos na segunda camada do átomo de hidrogênio? Quais são seus 
números quânticos? 
 
9. Dos conjuntos de quatro números quânticos {n, l, ml, ms} abaixo, identifique quais os que 
podem e os que não podem existir e explique o porquê. 
 
(a) {4,2,-1,+1/2} (b) {5,0,-1,+1/2} (c) {4,4,-1,+1/2} (d) {2,2,-1,+1/2} 
 
10. Determine os números quânticos dos elétrons do átomo de sódio em seu estado 
fundamental? 
 
11. Represente a configuração eletrônica do átomo de titânio (Z = 22) e dos cátions Ti com 
valência 2, 3 e 4. 
 
12. Em geral por que os átomos se ligam? Como é determinada a distância entre dois átomos? 
 
13. Discuta as variações nas temperaturas de fusão encontradas dentro de cada grupo de 
compostos listados na tebela abaixo, em função das ligações químicas dos repectivos 
materiais. 
 
Composto Temperatura de Fusão (ºC) 
 Grupo a 
NaCl 801 
MgO 2800 
 Grupo b 
Al 660 
W 3410 
 
 
 
 
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Disciplina: FTM100 - Ciências dos Materiais I, Semestre: 2016.1 
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14. O diagrama abaixo procura representar o(s) tipo(s) de ligações químicas primárias 
encontrados em diferentes tipos de materiais. Associe as regiões do gráfico representadas 
com as letras (a) a (d) com os seguintes materiais: cerâmicas e vidros, polímeros, metais e 
semicondutores. Justifique sua resposta. 
 
 
 
15. As ligações secundárias existem entre virtualmente todos os átomos ou moléculas, mas sua 
presença é sentida de maneira predominante em alguns materiais. Identifique o tipo de 
ligação secundária presente em cada um dos compostos representados abaixo e explique 
como ela afeta as propriedades desses materiais. 
 
 
 
 
 
 
 
16. Calcule o fator de empacotamento atômico para a rede cristalina do ferro. (a) Na 
temperatura ambiente e (b) 920ºC. 
 
17. Mostre que o fator de empacotamento atômico para a estrutura CCC é 0,68. 
(a) 
(c) 
(b) 
(d) 
(a) Água 
(b) Argônio 
(b) Polietileno 
 
 
 
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Disciplina: FTM100 - Ciências dos Materiais I, Semestre: 2016.1 
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18. O valor experimental da densidade do ferro é 7,87 g/cm3. Sua densidade teórica (ρ) pode 
ser calculada pela expressão: 
 
 
 
 
Onde n é o número de átomos presentes em uma célula unitária, AFe é o peso atômico do ferro, 
VC é o volume da célula unitária e NA é o número de Avogadro (6,023 x 10
23
 átomos / mol). 
Sabendo-se que o ferro possui estrutura cristalina CCC, raio atômico 0,124 nm e peso atômico 
55,85 g/mol, calcule sua densidade teórica e compare-a com o valor experimental. Explique 
possíveis diferenças entre os valores experimental e teórico. 
 
19. Considerando a célula unitária abaixo. 
 
(a) Que estrutura cristalina é essa? 
(b) Qual a densidade desse material, se seu peso atômico é 141 g/mol? 
20. Em cristais iônicos, o número de coordenação é determinado pela relação mínima entre o 
raio do cátion (rc) e o raio do ânion (ra). As figuras abaixo mostram a localização de sítios 
intersticiais (a) cúbicos (NC = 8) e (b) octaédricos (NC = 6). Determine a razão mínima 
(rc/ra) para cada uma dessas situações. 
 
 
AC
Fe
NV
An
.
.
