Ciência dos Materiais - AV3

Prévia do material em texto

Local: AUDITÓRIO - Auditório / Andar / Polo Barra da Tijuca / BARRA DA TIJUCA 
Acadêmico: VIRCIM-004
Aluno: Ana Amélia Graça de Car valho Silva 
Avaliação: A3
Matrícula: 20151104902 
Data: 15 de Dezembro de 2017 - 20:30 Finalizado
Correto Incorreto Anulada  Discursiva  Objetiva Total: 4,25/10,00
1  Código: 24915 - Enunciado: A palavra polímeros vem do grego poli, que significa “muitas”, e meros, que é “partes”
e são macromoléculas formadas a partir de unidades estruturais menores. Sobre os materiais poliméricos,
indique a única alternativa correta.
 a) Podem ser encontrados polímeros amorfos e semicristalinos.
 b) Não existem polímeros cristalinos, mas polímeros semicristalinos.
 c) Como nos polímeros não são encontrados facilmente elétrons livres, eles não são bons condutores de
eletricidade.
 d) Os dímeros são formados por duas unidades celulares do polímero, o monômero.
 e) As unidades básicas formadoras de todos os polímeros são os monômeros.
 
Alternativa marcada:
d) Os dímeros são formados por duas unidades celulares do polímero, o monômero.
Justificativa: Resposta correta: As unidades básicas formadoras de todos os polímeros são os monômeros. Todos
os polímeros são constituídos por unidades básicas, os monômeros (unidade formadora).   Distratores: Podem ser
encontrados polímeros amorfos e semicristalinos. Errada. Apenas existem polímeros amorfos. Não existem
polímeros cristalinos, mas polímeros semicristalinos. Errada. Apenas existem polímeros cristalinos. Como nos
polímeros não são encontrados facilmente elétrons livres, eles não são bons condutores de eletricidade. Errada.
Todo polímero é bom condutor de eletricidade. Os dímeros são formados por duas unidades celulares do
polímero, o monômero. Errada. A unidade formadora dos polímeros são os dímeros.
0,75/ 0,75
2  Código: 24341 - Enunciado: Alguns metais, assim como alguns ametais, podem ter mais de uma estrutura
cristalina, um fenômeno conhecido como polimorfismo. Quando encontrada em sólidos elementares, essa
condição é frequentemente denominada de alotropia. O ferro puro possui uma estrutura cristalina CCC à
temperatura ambiente, que muda para CFC a 912°C. Fonte: Rocha. Das afirmativas a seguir, identifique somente as
que se referem à estrutura CCC do ferro. I – O plano com índice de Miller (111) intercepta o átomo localizado no
centro da célula cúbica e três átomos localizados nos vértices com as seguintes coordenadas de ponto: 100, 010 e
001. II – A direção com índice de Miller (111) passa por quatro raios atômicos de ferro. III – O plano com índice de
Miller (100) apresenta lados iguais ao valor da aresta da célula cúbica. Agora, marque a alternativa correta.
 a) Apenas a II.
 b) I e II.
 c) Apenas a I.
 d) II e III.
 e) I, II e III.
 
Alternativa marcada:
b) I e II.
Justificativa: Resposta correta: I, II e III. Não há necessidade da imagem na resposta. Para solucionar a questão, o
aluno identificaria todas as coordenadas de pontos referentes à estrutura CCC na figura da questão, conforme está
mostrado a seguir. As imagens a seguir são para ilustrar os traçados que o aluno faria para raciocinar a resposta. I –
 O plano com índice de Miller (111), marcado em vermelho, intercepta o átomo localizado no centro da célula
cúbica e três átomos localizados nos vértices com as seguintes coordenadas de ponto: 100, 010 e 001. II – A
direção com índice de Miller (111), marcada pelo vetor em vermelho, passa por quatro raios atômicos de ferro. Um
raio referente ao átomo localizado na coordenada de ponto 000. Dois raios referentes ao átomo localizado no
centro da célula cúbica. Finalmente, referente ao átomo localizado na coordenada de ponto 111. III – O plano com
índice de Miller (100), destacado em vermelho, apresenta lados iguais ao valor da aresta da célula cúbica.
0,00/ 0,75
3  Código: 24638 - Enunciado: O ônibus espacial usa um sistema de proteção térmica elaborado para proteger os
astronautas, em seu interior, do calor da reentrada na atmosfera terrestre. Durante a reentrada, o ônibus espacial
atinge uma velocidade tão alta quanto 27.350 Km/h. Os materiais, na parte externa do ônibus espacial, passam,
rapidamente, de temperaturas no espaço, próximas ao zero absoluto, para temperaturas tão elevadas quanto
0,00/ 0,75
1.650°C. Na parte externa do ônibus espacial, são utilizados materiais que visam fornecer um excelente
isolamento térmico. No entanto, o nariz do ônibus espacial e o bordo de ataque das asas sofrem o maior
aquecimento durante a reentrada. O material usado para essas áreas é altamente especializado devido à sua
habilidade única de conduzir em uma direção e de isolar em outra. Fonte: NEWELL, James. Fundamentos da
moderna engenharia e ciências dos materiais. Rio de Janeiro: LTC, 2010. Indique a categoria do material do nariz
do ônibus espacial, descrito no texto apresentado.
 a) Ligas metálicas.
 b) Cerâmicas avançadas.
 c) Compósitos.
 d) Polímeros com alta resistência à temperatura.
 e) Ligas metálicas refratárias com alta resistência à temperatura.
 
Alternativa marcada:
d) Polímeros com alta resistência à temperatura.
Justificativa: Resposta correta: Compósitos. São formados por dois ou mais materiais com o objetivo de
combinar propriedades de diferentes materiais. Os compósitos dão origem a propriedades que não são
encontradas em nenhum dos materiais individualmente. No caso, conduzir em uma direção e isolar na outra.  
Distratores: Ligas metálicas / Ligas metálicas refratárias com alta resistência à temperatura. Erradas. Os metais são
materiais exclusivamente condutores. Cerâmicas avançadas. Errada. São materiais exclusivamente isolantes.
Polímeros com alta resistência à temperatura. Errada. Os polímeros apresentam baixa resistência a temperaturas
(baixo ponto de fusão e decomposição) e são isolantes térmicos.
4  Código: 24106 - Enunciado: Materiais são, obviamente, uma parte da matéria no universo. De forma mais
específica, eles são as substâncias cujas propriedades as tornam utilizáveis em estruturas, máquinas, dispositivos
ou produtos consumíveis. (Fonte: VAN VLACK, L. H. Princípios de ciência e tecnologia dos materiais. Rio de
Janeiro: Campus.) Associe a coluna 1 — categorias de materiais — com a coluna 2 — propriedades características
de cada categoria de materiais. Coluna 1 Coluna 2 1 - Metálicos 2 - Cerâmicos 3 - Polímeros 4 - Compósitos (  )
Quimicamente estáveis. Alto ponto de fusão. Alta dureza. (  ) Altamente moldáveis. Pouco rígidos. Baixos pontos
de fusão ou de decomposição. (  ) Dúcteis. Bons condutores de calor. Não são transparentes.  De acordo com a sua
associação, demonstre a sequência correta.
 a) 1 - 2 - 3
 b) 2 - 3 - 1
 c) 2 - 4 - 1
 d) 3 - 2 - 4
 e) 3 - 4 - 1
 
Alternativa marcada:
b) 2 - 3 - 1
Justificativa: Resposta correta:  2 - 3 - 1  As propriedades apresentadas são características das categorias dos
cerâmicos, polímeros e metálicos. Os materiais compósitos são combinações de mais de uma categoria de
materiais e, por isso, podem apresentar propriedades diversas, dependendo do tipo de materiais que foram
usados na sua confecção. Cerâmicos – Quimicamente estáveis. Alto ponto de fusão. Alta dureza. Polímeros –
 São altamente moldáveis. Pouco rígidos. Baixos pontos de fusão ou de decomposição. Metálicos – Dúcteis. Bons
condutores de calor. Não são transparentes.   Distrator: As demais alternativas estão erradas, porque não
apresentam a sequência de classificação correta.
0,75/ 0,75
5  Código: 24337 - Enunciado: A célula unitária é uma subdivisão da rede que ainda mantém as características
típicas de toda a rede. É possível montar uma rede empilhando células unitárias idênticas. Existem sete arranjos
únicos, conhecidos como sistemas cristalinos. Fonte: ASKELAND, D. R. Ciência e engenharia dos materiais.
EUA: Cengage Learning. Avalie os dados de tamanho das arestas para três sistemas cristalinos 1, 2 e 3, com
ângulosentre as arestas (a, b e g) iguais a 90°, representados na figura a seguir.             Fonte: Rocha. Demonstre
corretamente os três sistemas representados em 1, 2 e 3.
 a) Cúbico, tetragonal e ortorrômbico.
 b) Cúbico, tetragonal e romboédrico.
 c) Cúbico, ortorrômbico e romboédrico.
 d) Cúbico, ortorrômbico e trigonal.
 e) Cúbico, romboédrico e trigonal.
 
Alternativa marcada:
0,00/ 0,75
c) Cúbico, ortorrômbico e romboédrico.
Justificativa: Resposta correta:  Cúbico, tetragonal e ortorrômbico. O sistema cúbico tem as arestas iguais (a = b =
c), o sistema tetragonal tem duas arestas iguais e uma diferente (a = b ≠ c) e o sistema ortorrômbico tem todas as
arestas diferentes entre si (a ≠ b ≠ c).   Distratores: Cúbico, tetragonal e romboédrico. Errada. No sistema
romboédrico, a = b = c, a = b = g ≠ 90°, o que não confere com a figura 3. Cúbico, ortorrômbico e romboédrico.
Errada. No sistema ortorrômbico,  a ≠ b ≠ c, o que não confere com a figura 2 e, no sistema romboédrico, a = b = c,
a = b = g ≠ 90°, o que não confere com a figura 3. Cúbico, ortorrômbico e trigonal. Errada. No sistema ortorrômbico,
 a ≠ b ≠ c, o que não confere com a figura 2, e trigonal é outro nome que se dá ao sistema romboédrico, a = b = c, a
= b = g ≠ 90°, o que não confere com a figura 3. Cúbico, romboédrico e trigonal. Errada. No sistema romboédrico, a
= b = c, a = b = g ≠ 90°, o que não confere com a figura 2, e trigonal é outro nome que se dá ao sistema
romboédrico, a = b = c, a = b = g ≠ 90°, o que não confere com a figura 3.
6  Código: 24342 - Enunciado: Os arranjos de átomos ou íons em materiais contêm imperfeições ou defeitos. Em
geral, esses defeitos têm forte influência sobre as propriedades dos materiais. Tais imperfeições representam
defeitos ou desvios em relação a arranjos atômicos ou iônicos perfeitos de uma estrutura cristalina. Fonte:
ASKELAND, D. R. Ciência e engenharia dos materiais. EUA: Cengage Learning. A figura a seguir representa três
imperfeições muito comuns em sólidos cristalinos. Então, classifique as afirmativas a seguir em VERDADEIRAS ou
FALSAS. I – A imperfeição 1 é denominada de impureza substitucional que consiste em um defeito pontual. II - A
imperfeição 2 é denominada de discordância que consiste em um defeito linear. III - A imperfeição 3 é
denominada de contornos de grão que consiste em um defeito linear. Após a sua análise, indique a alternativa que
aponta as afirmativas verdadeiras.
 a) Apenas a II.
 b) I e II.
 c) I e III.
 d) II e III.
 e) I, II e III.
 
Alternativa marcada:
c) I e III.
Justificativa: Resposta correta:  Apenas a II. A figura mostra a imagem da discordância em aresta que é
classificada como um defeito linear. Pode-se ver que a introdução de um plano de átomos extra (em verde)
provocou um desalilhamento evidenciado em azul.   Distratores: A afirmativa I está errada, pois a imperfeição
1 trata-se de uma impureza intersticial. A afirmativa III está errada, pois na imperfeição 3, os contornos de grão são
defeitos superficiais, interfaciais ou planares.
0,00/ 0,75
7  Código: 23432 - Enunciado: Uma empresa tem duas unidades de produção no estado de São Paulo. Uma fica
localizada no litoral paulista e outra no interior. Um dos equipamentos usados pela empresa funciona com placas
metálicas deslizantes. A unidade localizada no litoral optou por usar placas de aço galvanizado (aço revestido com
fina camada de zinco) e a unidade localizada no interior optou por placas de aço sem revestimento. Considerando
que as manutenções foram exatamente as mesmas nas duas unidades da empresa, avalie as afirmações a seguir. I.
 As placas metálicas de aço galvanizado são mais resistentes à corrosão, sendo, nesse caso, mais adequadas para
a unidade localizada no litoral. II. O zinco em contato com o ar forma uma película de óxido insolúvel em água,
que protege a parte interna do metal da oxidação. III. As placas de aço (sem revestimento) são menos resistentes à
corrosão. Após sua análise, demonstre a alternativa que contém as afirmativas corretas.
 a) Apenas a I.
 b) I e II.
 c) Apenas a II.
 d) II e III.
 e) I, II e III.
 
Alternativa marcada:
e) I, II e III.
Justificativa: Resposta correta: I, II e III. O aço é uma liga ferrosa que se oxida em presença da umidade do ar,
formando óxido solúvel em água. Assim, o material sem proteção irá oxidar camada por camada até sua total
corrosão. Nesse caso, o aço galvanizado irá fornecer uma proteção melhor à placa de aço, pois, o zinco se oxida
formando óxido insolúvel, que irá isolar o interior do metal do meio externo.
0,75/ 0,75
8  Código: 24909 - Enunciado: No diagrama de equilíbrio do sistema ferro-cementita, observam-se as reações
invariantes, aquelas consideradas reações que ocorrem a temperatura constante. Sobre o sistema ferro-
cementita, escolha a alternativa correta.
 a) O item apresenta apenas duas das reações invariantes que ocorrem no sistema ferro-cementita.
 b) O item apresenta apenas uma reação invariante que ocorre no sistema ferro-cementita.
 c) Apesar de o item apresentar duas reações invariantes, apenas uma, a eutetóide, ocorre no sistema ferro-
cementita.
 d) No diagrama de fase do ferro-carbono, para o sistema ferro-cementita, ocorrem as reações peritética,
eutética e eutetoide.
 e) O item apresenta apenas uma reação presente no sistema ferro-cementita, a peritética.
 
Alternativa marcada:
c) Apesar de o item apresentar duas reações invariantes, apenas uma, a eutetóide, ocorre no sistema ferro-
cementita.
Justificativa: Resposta correta: No diagrama de fase do ferro-carbono, para o sistema ferro-cementita, ocorrem as
reações peritética, eutética e eutetoide. Tanto os aços como os ferros fundidos, que são os principais materiais
estruturais em toda e qualquer cultura tecnologicamente avançada, são essencialmente ligas ferro-carbono, daí a
necessidade de estudá-las.   Distratores: As demais alternativas estão erradas, porque, de todos os sistemas de
ligas binárias, o que é possivelmente o mais importante é aquele formado pelo ferro e o carbono.
0,00/ 0,75
9  Código: 24642 - Enunciado: O Titanic e seus navios irmãos — o Olympic e o Britannic — foram projetados para
oferecer acomodações mais extravagantes, mas não para serem os mais velozes. O aço usado na fabricação do
Titanic provavelmente foi a melhor chapa de navio de aço carbono disponível na época. O Titanic, na noite de 12
de abril de 1912, durante sua viagem inicial pelo Atlântico Norte, da Inglaterra para Nova York, chocou-se com um
grande iceberg. A temperatura da água do mar, no momento da colisão, era de aproximadamente -1,11°C. O
impacto com o iceberg causou contínuas avarias que partiu o navio em duas partes. O navio-irmão Olympic, feito
com aço similar no mesmo estaleiro e baseado no mesmo projeto, desfrutou uma carreira de mais de 20 anos, mas
nunca se chocou com um iceberg grande. Estabeleça a relação entre o efeito do ambiente e as propriedades dos
materiais, que possa ter influenciado o comportamento do aço usado no casco do Titanic, conforme descrito no
texto apresentado.
Resposta:
Justificativa: Expectativa de resposta: No momento do impacto, a temperatura da água do mar era de
aproximadamente -1,11°C.  A temperatura é uma variável que influencia, principalmente, as propriedades
mecânicas dos materiais. Temperaturas extremamente baixas podem fazer com que um metal se torne frágil,
fraturando mesmo com a aplicação de cargas pequenas. Essa fragilidade a baixas temperaturas foi uma das
causas responsáveis pela fratura do casco, que culminou com o afundamento do Titanic.
1,00/ 2,00
10  Código: 24918 - Enunciado: A ciência dos materiais estuda a relação entre estrutura e propriedades dos materiais,
analisando seus potenciais e limitações, como eles se comportam entre si e, também, como se comportam em
relação ao meio. Sua importância, na engenharia moderna, deve-se à capacidade de obter,por meio de pesquisa,
certas combinações de materiais, estruturas e propriedades que poderão representar soluções para aplicações em
determinadas condições de serviço, de meio, minimizando os custos. Dada a importância do entendimento de
como os materiais podem ser utilizados em função das suas propriedades, classifique os materiais de engenharia
segundo os seguintes critérios: Aplicação na indústria. Morfologia.
Resposta:
Justificativa: Expectativa de resposta: a) Aplicação na indústria: Metais: são materiais em que os elétrons da
camada de valência de seus átomos saem, não pertencendo mais a nenhum átomo, mas a todos, formando um
mar de elétrons, e isso faz com que eles sejam bons condutores de eletricidade e calor, sendo, normalmente,
resistentes e deformáveis. Exemplo: latão, cobre e ouro. Cerâmicos: são materiais compostos por metais e não
metais com oxigênio, nitrogênio (nitretos) e carbono (carbetos), sendo, geralmente, mal condutores de
eletricidade e calor. Resistem mais a maior temperatura do que os metais e os polímeros. São frágeis, mas duros.
Exemplo: grés, vidro. Polímeros: são, geralmente, compostos orgânicos e constituem-se de moléculas com
elevada massa molar, formadas por unidades que se repetem ao longo da cadeia polimérica bastante grande. São
de baixa densidade e podem ser bastante flexíveis. Exemplo: plástico, borracha. Compósitos: combinação de dois
ou mais materiais que mantém duas ou mais fases, fazendo com que esses materiais tenham uma característica
distinta do que teriam se estivessem expostos em separado. Exemplo: fibra de vidro mais polímero. b) Morfologia:
Monoestruturado: material com as mesmas propriedades em seu todo. Recobrimento: as propriedades de
superfície são diferentes das propriedades no interior do objeto. Gradiente: são produtos com multicamadas com
1,00/ 2,00
propriedades diferentes. Aleatório: são os compósitos, nos quais há um reforço de propriedades por meio de
incorporação de dois ou materiais, que mantêm duas ou mais fases, sem se misturar. 
(https://strtec.s3.amazonaws.com/ilumno/processamento/imagens_corrigidas/2017/12/18/7466fd78-
e3fa-11e7-afcd-0242ac110025.jpg?
Signature=a0UgyrqasVNBSnrtuwLnAkxycvI%3D&Expires=1529589444&AWSAccessKeyId=AKIAJ5OVDHP63TNWC3
(https://strtec.s3.amazonaws.com/ilumno/processamento/imagens_corrigidas/2017/12/18/76c63ef8-
e3fa-11e7-afcd-0242ac110025.jpg?
Signature=0E%2FpcGc8AxwZMD2dsKiIeJ9duYg%3D&Expires=1529589444&AWSAccessKeyId=AKIAJ5OVDHP63TNW