1ª Prova AS1 30 pts

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	Curso: Engenharia Mecânica
	Disciplina: Ciência dos Materiais Turma: EGM4BN-LVB
	Aluno(a):
 
	Data: 24/04/2017 Professora: Karina S. Campos Valor: 30 pontos Nota: 
1ª Prova - AS1
Instruções:
Sobre a carteira deverá ficar somente lápis, caneta, borracha, régua. Não é permitido o uso de computador ou celular. Somente calculadora simples.
A resolução poder ser a lápis ou a tinta, mas só terá direito a revisão da correção as respostas à tinta.
As questões de múltipla escolha deverão conter os cálculos para serem consideradas.
Leia cuidadosamente cada questão, pois a interpretação faz parte do processo de avaliação.
QUESTÃO 1 (4pts)
(ENADE 2005) - No campo da ciência de materiais, defeito ou imperfeição estrutural indica a ocorrência de interrupção, irregularidade ou desarranjo na estrutura do material. A presença de imperfeições não implica necessariamente efeito negativo sobre as suas propriedades. Pelo contrário, defeitos podem ser introduzidos, intencionalmente, para produzir determinado conjunto de
propriedades. 
A respeito de imperfeições estruturais e seus efeitos sobre o comportamento de materiais, assinale a opção incorreta.
A - Lacunas são imperfeições no arranjo atômico, geralmente presentes em materiais metálicos e cerâmicos, que possibilitam a ocorrência do mecanismo de difusão atômica, necessário para a maioria dos processos de transformação de fase.
B - O contorno de grão - imperfeição estrutural tipicamente presente em materiais monocristalinos - permite o controle de propriedades mecânicas. Reduzindo o tamanho de grão, é possível diminuir o limite de resistência de materiais.
C - A deformação plástica de metais, por meio da qual realizam se diversos processos de conformação mecânica, como a laminação, por exemplo, ocorre por meio do movimento de
discordâncias ou deslocações.
D - A presença de poros pode ser desejável, dependendo da aplicação do material. Poros podem ser introduzidos intencionalmente, por exemplo, para reduzir a condutividade térmica de materiais.
E - A adição intencional de impurezas em um material, mesmo em pequenas quantidades, pode afetar significativamente suas propriedades ópticas e elétricas.
QUESTÃO 2 (4pts)
(ENADE 2011) - Materiais metálicos, cerâmicos e poliméricos são amplamente utilizados nos dias de hoje. Suas aplicações estão diretamente relacionadas às suas propriedades químicas e físicas. Com relação à estrutura e às propriedades desses materiais, analise as afirmações a seguir. 
A - As propriedades dos materiais sólidos cristalinos dependem da sua estrutura cristalina, ou seja, da maneira pela qual os átomos, moléculas ou íons encontram-se espacialmente dispostos. 
B - Todos os materiais metálicos, cerâmicos e polímeros cristalizam-se quando solidificam. Seus átomos se arranjam em um modelo ordenado e repetido, chamado de estrutura cristalina. 
C - Os polímeros comuns de plásticos e borrachas possuem elevada massa molecular, flexibilidade e alta densidade, comparável a outros materiais como o chumbo (11,3 g/cm3 ). 
D - Os materiais metálicos (Fe, Al, aço, latão) são bons condutores de eletricidade e de calor, resistentes e, em determinadas condições, deformáveis, enquanto os materiais cerâmicos (porcelana, cimento) são duros e quebradiços. 
É correto apenas o que se afirma em 
I) A e B 
II) A e D. 
III) B e C. 
IV) A, C e D. 
V) B, C e D.
QUESTÃO 3 (4pts)
O tamanho de grão é uma característica determinada com frequência quando as propriedades de um material policristalino estão sendo consideradas. Nesse sentido, existe um número de técnicas segundo as quais o tamanho é especificado em termos da área, volume ou diâmetro médio dos grãos. O tamanho de grão pode ser estimado mediante o uso de um método de interseção ou mais comumente aquele desenvolvido pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM-American Society for Testing and Materials). Determine quantos grãos devem existir por polegada quadrada em uma micrografia tirada com uma ampliação de 100X, quando o número de tamanho de grão ASTM é igual a quatro (4).
(A) 32 grãos/in2
(B) 8 grãos/in2
(C) 16 grãos/in2
(D) 4 grãos/in2
QUESTÃO 4 (5pts)
Em qual temperatura, aproximadamente, uma amostra de ferro γ teria que ser carbonetada durante 2h para produzir o mesmo resultado de difusão que o obtido a 900°C durante 15h? (D0 = 2,3x10-5 m2/s;
Qd = 148000 J/mol).
Nota: Em uma mesma posição, a composição em ambas as situações de difusão será igual (isto é, x também é uma constante).
X2/Dt = constante, nesse caso então, Dt = constante.
QUESTÃO 5 (5pts)
Uma chapa de 5 mm de espessura de paládio com uma área de seção reta de 0,2 m2 é usada como uma membrana difusional em estado estacionário para purificar o hidrogênio. Se a concentração de hidrogênio no lado de alta pressão (gás impuro) da chapa for 0,3 Kg/m3 e o coeficiente de difusão para o hidrogênio no Pd for 1,0 x 10-8 m2/s, calcule a massa do hidrogênio purificada por hora.
QUESTÃO 6 (4pts)
Relacione adequadamente as colunas a seguir:
A – Defeito linear que pode ser descrito como um semiplano extra de átomos inserido no material.
B – Defeito pontual que ocorre quando um átomo de matriz é substituído por um átomo diferente cujos raios atômicos não são iguais.
C – Defeito superficial que representa a fronteira entre dois grãos. Cada cristal tem uma orientação diferente em cada lado desse contorno.
D – Materiais compostos de um ou muitos pequenos cristais ou grãos.
E – Material com propriedades diferentes em direções distintas.
F – Arranjo dos átomos de um material sob a forma de uma rede regular e repetitiva.
G – Característica de um material que possui mais de uma estrutura cristalina, sendo dependente da temperatura e da pressão.
H – Movimento aleatório de átomos em um material essencialmente puro. Não há alteração da composição química.
I – Alotropia------------------------------------------( )
II - Materiais Cristalinos---------------------------( )
III - Defeito substitucional------------------------( )
IV – Autodifusão------------------------------------( )
V – Anisotrópico------------------------------------( )
VI - Contorno de grão-----------------------------( )
VII - Discordância em aresta---------------------( )
VIII - Estrutura cristalina--------------------------( )
QUESTÃO 7 (4pts)
Muitas reações e processos importantes no tratamento de materiais dependem da transferência de massa no interior de um sólido específico quanto a partir de um líquido, um gás ou uma outra fase sólida. Isso é alcançado obrigatoriamente por difusão. Portanto, em relação ao mecanismo de difusão, são feitas as seguintes considerações:
I - Na difusão por lacuna, o mecanismo envolve o deslocamento de um átomo de impureza substitucional de uma posição normal da rede cristalina para um sítio vago do retículo ou lacuna.
II - A difusão intersticial envolve átomos que migram de uma posição intersticial para uma outra vizinha que esteja vazia. Esse mecanismo é encontrado para a interdifusão de impurezas tais como H, C, N e O que possuem átomos pequenos o suficiente para se encaixarem no interior das posições intersticiais.
III - A taxa de difusão na rede depende do número de defeitos existentes na estrutura cristalina e da energia de ativação fornecida para a movimentação dos átomos.
IV - Na maioria das ligas metálicas a difusão intersticial ocorre muito mais rapidamente que a difusão por lacunas, uma vez que os átomos intersticiais são menores e, dessa forma, também são mais móveis.
Dentre as considerações acima, apenas são VERDADEIRAS:
(A) I, II e IV
(B) III e IV
(C) I, II, III e IV
(D) II, III e IV
FORMULÁRIO
	Características dasEstruturas Cristalinas
	Estrutura
	ao versus r
	Átomos/célula unitátia
	Número de coordenação
	Fator de empacotamento
	CS
	a0 = 2r
	1
	6
	0,52
	CCC
	a0 = 4r/√3
	2
	8
	0,68
	CFC
	a0 = 2r√2
	4
	12
	0,74
	HC
	a0 = 2r
c0 ~ 1,633a0
	6
	12
	0,74
Número de Avogadro (NA): 6,02x1023 átomos/mol
 
Tabulação de valores da função erro.
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