2ª Lista de exercícios

Prévia do material em texto

Exercícios de Ciências de Materiais 2017.1 
Lista 2 
 
 
2 ª Lista de Exercícios de Ciências de Materiais 2016.2 
 
1. O ferro passa de CCC para CFC. Nesta temperatura os raios atômicos 
são respectivamente 1,258 Å e 1,292 Å. Qual é a variação de 
porcentagem de volume percentual provocada pela mudança de 
estrutura? 
 
2. 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 
 
3. O índio possui uma célula unitária tetragonal para os parâmetros de rede 
cristalina a e c são 0,459 e 0,495nm, respectivamente. 
a. Se o fator de empacotamento e o raio atômico são de 0,693 e 
0,1625nm respectivamente, determinar o número de átomos em cada 
célula unitária. 
b. O peso atômico do Índio é de 114,82g/mol; calcular sua densidade 
teórica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. A densidade do gelo e da água a 0°C são, respectivamente; 0,915 e 
1,0005g/cm3 .Qual a percentagem de expansão volumétrica durante o 
congelamento da água, para1g? 
 
5. Cite resumidamente quais as principais diferenças entre ligações iônica e 
covalente 
 
6. Calcule o número de lacunas em equilíbrio por m3 de cobre a uma temperatura 
de 1000 0C. A energia necessária para formação de uma lacuna é de 
0,9ev/átomo, o peso atômico e a densidade o cobre a 1000 0C são 
respectivamente 63,5 g/mol e 8,4g/cm3. O numero de Avogadro NA é de 6,02 x 
1023 átomo/mol. 
 
7. O F.E.A. do magnésio, como de todos os metais HC, é 0,74. Qual o volume da 
célula unitária obtida? (d=1,74g/cm3, raio atômico=0,161nm e massa 
molar=24,31g/mol). 
 
8. Calcular o fator de empacotamento iônico do NaCl do tipo CFC sendo que o 
raio do Na=0,097nm e RCl=0,181nm. 
 
9. O cobre tem uma estrutura do tipo CFC e um raio atômico 0,1278nm Calcule a 
densidade e compare como valor teórico d=8,9g/cm3. 
 
10. Determine as direções nas células unitárias propostas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11. A densidade do chumbo é 11,36 g/cm3, a sua massa atómica é de 
207,19 g/mol, e a estrutura cristalina é CFC. Calcule o numero de sítios 
presentes no chumbo. Número de Avogadro é 6,02 x 1023 átomos por 
mols. 
 
12. Determine os planos nas células unitárias propostas 
 
 
 
 
 
 
 
 
13. Se um engenheiro usou em seu trabalho 30 mg de amálgama de prata, cujo 
teor em prata é de 72% (em massa). Qual é o número de átomos existentes na 
prata que ele usou (Dados: PA Ag = 108; número de Avogadro = 6,02 . 1023 
átomos): 
 
14. O latão é uma liga formada por cobre e zinco. Essa liga é adequada para 
a produção de peças moldadas, sendo altamente resistente à corrosão e 
mais dura e resistente do que o cobre isolado. 
Duas amostras de metal apresentam composição diferente. A massa-
padrão é formada por 80% de cobre e 20% de zinco, e as panelas 
formadas por 60% de cobre e 40% de zinco (porcentagens em massa). 
Dados: densidade do cobre 8,96 g/cm3, densidade do zinco 7,14 g/cm3. 
a. O latão é utilizado na confecção de massas para aferição de balanças e 
dinamômetros. Determine a massa de cobre e zinco presente numa 
massa-padrão de 300g. 
b. Indique qual das ligas metálicas apresenta maior densidade. Justifique. 
15. Uma liga contém 80% em peso de alumínio e 20% em peso de 
magnésio. Qual a porcentagem atômica de cada um dos elementos em 
100 g da liga? As massas atômicas do alumínio e magnésio são 26,98 
g/mol e 24,30 g/mol, respectivamente. 
 
16. Calcule a fração dos sítios atômicos que estão vagos para o chumbo na 
sua temperatura de fusão de 327oC. Suponha uma energia para a 
formação de lacunas equivalente a 0,55 eV/átomo. 
 
 
 
CD = ND / N = exp (-QD/ kT) 
QD = 0,55 eV/átomo; k = 8,62 x 10-5 eV/átomo-K 
T = 600 K 
ND/ N = fração de sítios vazios = 2,4 x 10-5 
Resp: 2,4 x 10-5 
 
17. Calcule a energia para a formação de lacunas na prata, sabendo-se que 
o número de lacunas em equilíbrio a 800oC é de 3,6x1023m-3. O peso 
atômico e a densidade para a prata são, respectivamente, 107,9g/mol e 
9,5g/cm3 
 
m = N x (massa atômica / A) 
m = massa do material N = número de átomos A = n. de Avogadro 
 
N / v = (ρ x A) / massa atômica 
Onde ρ = densidade 
calcula-se N / v = 53 x 1021 átomos/cm3 = = 53 x 1027 átomos/m3 
ND / N = exp (-(QD / kT) 
ND = 3,6 x 1023 m-3, N = 53 x 1027 átomos-m-3, 
k = 8,62 x 10-5 eV/átomo-K 
T = 1073 K, calcula-se QD = 1,1 eV/átomo