GRA1584 QUÍMICA GERAL E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS PTA - 202010 ead-2579 11 Teste_ATIVIDADE 2 (A2)

Prévia do material em texto

· Pergunta 1
· 1 em 1 pontos
· 
	
	
	
	Em projetos de engenharia, ao se deparar com uma situação em que pilares são submetidos a esforços de compressão, faz-se necessário que o engenheiro avalie a flambagem. A flambagem ocorre quando a peça sofre uma flexão transversalmente em decorrência de uma compressão axial. Esta, por sua vez, é considerada uma instabilidade elástica. Se pegarmos uma régua, por exemplo, e submetermos a tensões de compressão, a depender da régua ela poderá flambar apresentando uma encurvadura. 
 
Fonte: Adaptada de Olga Popova / 123RF.
 
Acerca desse ponto, assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
	
	Resposta Selecionada:
	 A tensão crítica para a ocorrência da flambagem não depende da tensão de escoamento do material, mas sim do seu módulo de Young e do seu comprimento.
 
	Resposta Correta:
	 A tensão crítica para a ocorrência da flambagem não depende da tensão de escoamento do material, mas sim do seu módulo de Young e do seu comprimento.
 
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a flambagem não depende do escoamento, uma vez que não adentra na região plástica. O foco, efetivamente, é o módulo de elasticidade, de rigidez, pois quanto menor for esse, maior será a tendência a flambar (menor resistência a deflexão) atrelado ao comprimento do corpo de prova.
	
	
	
· 
Pergunta 2
· 0 em 1 pontos
· 
	
	
	
	Em uma fábrica, um corpo de prova cilíndrico confeccionado de aço de diâmetro de 12,8 mm foi submetido a tração até a sua fratura. Esse corpo de prova apresentou uma resistência à fratura expressa em tensão de engenharia de 460 MPa. No momento da sua fratura, identificou-se uma seção transversal de 10,7 mm. Assim, você necessita fazer uma avaliação desse material de aço e de um outro material X que apresentou uma redução percentual de área de 60%. Calcule a ductilidade em termos de redução percentual de área do aço, avalie se ele é mais dúctil ou menos dúctil do que o material X e assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
	
	Resposta Selecionada:
	 40%, o aço é menos dúctil que o X.
	Resposta Correta:
	 30%, o aço é menos dúctil que o X.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois quanto menor o valor calculado, menos dúctil é o material. O aço, como tem um valor de 30% de redução de área, é duas vezes menos dúctil do que o X. Um exemplo típico de material com alta ductilidade é o alumínio, que é muito utilizado no âmbito da engenharia.
	
	
	
· 
Pergunta 3
· 0 em 1 pontos
· 
	
	
	
	Analise o diagrama de fases do sistema de Cobre-Prata que está representado na figura a seguir:
Fonte: Adaptado de CALLISTER Jr., W.D. Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais. 7ª Ed. Editora LTC. Rio de Janeiro, 2006, p 254.
 
 
Considerando que alfa e beta são ricas em cobre e prata, respectivamente, analise as afirmativas a seguir.
 
· A fase alfa tem ponto de fusão no ponto F e esse diagrama é classificado como eutético.
· A composição de cobre na liga a qual apresenta menor temperatura de fusão corresponde a 28,1 % Cu.
· A quantidade de fase líquida presente na liga a 780 °C, com composição de 20 % de Ag, é de aproximadamente 18,8%.
· A solubilidade máxima do cobre na beta é representado no diagrama pelo ponto G.
 
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
	
	Resposta Selecionada:
	 II e III, apenas.
 
 
 
 
	Resposta Correta:
	 II, III e IV, apenas.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois a afirmativa I está incorreta porque o ponto de fusão da fase alfa é no ponto A e não no ponto F, no entanto, a segunda parte da afirmativa está correta quando diz que o diagrama é eutéticoestético. Uma alternativa que é útil para determinar a quantidade da fase líquida da afirmativa III é aplicar a regra da alavanca. Inclusive, dita regra é utilizada para o dimensionamento de torres de destilação na indústria química. A destilação do petróleo é baseada em equilíbrios líquido e vapor.
	
	
	
· 
Pergunta 4
· 1 em 1 pontos
· 
	
	
	
	Você foi chamado para avaliar dois materiais para a construção de uma mola. Esses materiais, denominados A e B, possuem as seguintes propriedades mecânicas: material A, o limite de elasticidade ocorre para uma deformação de 0,01 (u.a), e o módulo de elasticidade é 1000 MPa; material B, o limite de elasticidade ocorre para uma deformação de 0,05 (u.a), e o módulo de elasticidade é 200 MPa. Ambos os materiais evidenciam um comportamento linear-elástico até o limite de elasticidade (limite de proporcionalidade). Nesse sentido, assinale a alternativa que estime qual o material em que a mola terá a maior capacidade de armazenar energia:
	
	
	
	
	
	Resposta Selecionada:
	 B, que é capaz de armazenar uma energia de magnitude 250.000 J/m 3.
 
 
	Resposta Correta:
	 B, que é capaz de armazenar uma energia de magnitude 250.000 J/m3.
 
 
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o material B é capaz de armazenar 5x mais energia que o A (que absorve 50.000 J/m 3). É possível aplicar a geometria básica, calculando pela área do triângulo formado até o limite de proporcionalidade ou utilizar a fórmula de módulo de resiliência.
	
	
	
· 
Pergunta 5
· 1 em 1 pontos
· 
	
	
	
	Alguns conceitos-chave da física e da ciência dos materiais são muito empregados no meio corporativo e até em nosso dia a dia. Por exemplo, “ser uma pessoa resiliente”, ou ser alguém “tenaz” e até mesmo “ser alguém frágil” são frases corriqueiras. Importante entendê-las na origem e nas suas aplicações técnicas. Nesse contexto, associe cada conceito ao seu respectivo sentido físico:
 
· Resiliência
· Tenacidade
· Ductilidade
 
( ) Capacidade de absorver energia por unidade de volume em regime elástico, retornando ao estado inicial ao cessar a carga.
( ) Quantidade de energia absorvida até a tensão de ruptura do material.
( ) Grau de alongamento provocado até a ruptura do material.
 
A partir das relações feitas anteriormente, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
 
	
	
	
	
	
	Resposta Selecionada:
	 1, 2, 3.
 
	Resposta Correta:
	 1, 2, 3.
 
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a Capacidade de absorver energia por unidade de volume em regime elástico, retornando ao estado inicial ao cessar a carga = Resiliência. Quantidade de energia absorvida até a tensão de ruptura do material = Tenacidade. O contrário da tenacidade é a fragilidade, isto é, os materiais cerâmicos são frágeis e logo pouco tenazes.
	
	
	
· 
Pergunta 6
· 1 em 1 pontos
· 
	
	
	
	A lei de Hooke, equação importante para o âmbito de projetos, consiste em uma relação entre tensão e a deformação de engenharia para uma deformação exclusivamente elástica. O módulo de elasticidade, também conhecido como módulo de Young, representa a constante de proporcionalidade dessa equação.
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. Quanto maior a magnitude do módulo de elasticidade, mais rígido será o material, ou menor será a deformação elástica resultante da aplicação de uma dada tensão.
 
Pois
 
II. A grandeza do módulo de elasticidade é uma variável de resistência à separação de átomos circunvizinhos, ou seja, das forças de ligação interatômicas, não sendo este parâmetro alterado com o aumento de temperatura.
 
A seguir, assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
	
	Resposta Selecionada:
	 A asserção I é uma proposição verdadeira e a asserção II é uma proposição falsa.
	Resposta Correta:
	 A asserção I é uma proposição verdadeira e a asserção II é uma proposição falsa.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o módulo de elasticidade refere-se à rigidez de um material, fazendo menção a quão forte estão ligados esses átomos na sua estrutura reticular. Por conseguinte, entende-se como uma medida de resistência a separação desses átomos. Materiais cerâmicos terão valores muito altos, ao passo que a maioria dosmetais terá um valor inferior.
	
	
	
· 
Pergunta 7
· 1 em 1 pontos
· 
	
	
	
	Um fenômeno comum na engenharia dos materiais é a alotropia ou polimorfismo. Quando um ametal ou metal apresenta, em diferentes condições de processo, distintas estruturas cristalinas, diz-se, então, que essas estruturas são alotrópicas do elemento. Nesse sentido, assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
	
	Resposta Selecionada:
	 O ferro, principal constituinte do aço, pode apresentar estrutura cristalina CCC e CFC a depender da temperatura de trabalho.
 
 
	Resposta Correta:
	 O ferro, principal constituinte do aço, pode apresentar estrutura cristalina CCC e CFC a depender da temperatura de trabalho.
 
 
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o ferro é um caso típico de alotropia, onde em processos metalúrgicos a mudança de certas propriedades do aço (Fe + C) ocorrerá mediante os tratamentos térmicos (mudança de temperatura). O diagrama de ferro e carbono, por exemplo, ilustra tais mudanças.
	
	
	
· 
Pergunta 8
· 1 em 1 pontos
· 
	
	
	
	Analise as estruturas a seguir:
 
 
 Fonte: Adaptada de Kuno Toming / 123RF.
 
Os materiais sólidos e metálicos presentes em nosso cotidiano (alumínio, ferro, magnésio, cobre) são categorizados segundo a regularidade pela qual seus átomos estão arranjados uns em relação aos outros. Assim, essas disposições de átomos podem ser encontradas como tipo (1), (2) e (3) nas imagens acima. Nesse contexto, analise as afirmativas a seguir:
 
· As estruturas 1, 2 e 3 referem-se, respectivamente, à CCC, CFC e HC.
· As três estruturas explanadas acima são exemplos de diferentes células unitárias, isto é, representações mais simples de uma pequena unidade da rede cristalina de um sólido metálico.
· O fator de empacotamento, que pode variar de 0 a 1, depende essencialmente de três fatores: Número de átomos (modelo esfera rígida), volume dos átomos e o raio dos mesmos.
· As propriedades dos sólidos cristalinos do nosso cotidiano não dependem da estrutura cristalina destes materiais.
 
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
	
	Resposta Selecionada:
	 II e III, apenas.
	Resposta Correta:
	 II e III, apenas.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a célula unitária é uma escolha conveniente e simplificadora para representar a simetria da estrutura cristalina. O fator de empacotamento, por sua vez, como refere-se ao nível de ocupação de átomos representados por esferas rígidas em uma célula unitária, logo irá depender desses três fatores.
	
	
	
· 
Pergunta 9
· 1 em 1 pontos
· 
	
	
	
	Analise o gráfico a seguir:
 
Fonte: Autoria própria (2019).
 
É um dever do engenheiro familiarizar-se com as diferentes propriedades mecânicas, saber as dimensões e o significados dessas propriedades. Desse modo, esse conhecimento será necessário para o projeto de estruturas e componentes que utilizem materiais previamente determinados, a fim de que não ocorram níveis inaceitáveis de deformação e/ou falhas.
 
Considerando o gráfico tensão deformação, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
· ( ) O material C possui uma maior tensão de ruptura do que o material B.
· ( ) O eixo das abscissas é adimensional, ao passo que o eixo das ordenadas representa-se por MPa.
· ( ) A lei de Hooke é válida para todos os três materiais até o limite de proporcionalidade;
· ( ) O módulo de elasticidade do material A é maior do que o módulo de elasticidade do material C. A, então, poderia ser um material cerâmico, enquanto que C poderia ser um alumínio (metálico).
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
	
	Resposta Selecionada:
	 F, V, V, V.
	Resposta Correta:
	 F, V, V, V.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o material B será mais resistente mecanicamente, uma vez que possui maior valor de tensão máxima, bem como tensão à ruptura (conforme podemos apreciar a posição do B acima do C). O eixo das abscissas X é representado pela deformação (adimensional), enquanto que a tensão é representada no eixo Y por MPa.
	
	
	
· 
Pergunta 10
· 1 em 1 pontos
· 
	
	
	
	A transformação de fase é bem útil desde tempos remotos. Sabe-se que o imperador romano Júlio César já afirmava, em 55 a.C, que os guerreiros se defrontavam com um problema em seus armamentos. Decorrido um tempo de uso, as espadas entortaram e eles precisavam interromper as lutas para consertar suas armas de ferro. Os romanos, por outro lado, já haviam descoberto que o ferro se tornava mais duro quando aquecido durante longo tempo e resfriado, logo em seguida, em uma salmoura.
 
Com relação a transformação de fase de uma liga de ferro com 0,4% de carbono, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
· ( ) Com o auxílio de um microscópio metalográfico, é possível identificar dois constituintes da estrutura do aço: grãos claros, chamados perlita (CCC), e grãos escuros, chamados ferrita.
· ( ) O aço, ao ser aquecido, pode passar por diversas transformações, no qual a região denominada zona crítica gráfica é a área em que as células unitárias de CCC são transformadas em CFC.
· ( ) A austenita se forma na estrutura do aço submetido a temperaturas elevadas. Encontra-se na região acima da zona crítica, zona de austenização. Esta, por sua vez, tem a estrutura cúbica de face centrada e apresenta menor resistência mecânica e boa tenacidade.
· ( ) Se o aço for resfriado abruptamente (por exemplo, com a água), ele irá se transformar numa estrutura chamada martensita, um constituinte duro que não pode ser formado em resfriamentos lentos.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
	
	Resposta Selecionada:
	 F, V, V, V.
 
 
	Resposta Correta:
	 F, V, V, V.
 
 
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois após a região crítica, toda a estrutura do aço se transforma em austenita CFC. Caso essa seja resfriada abruptamente, formar-se-á a martensita. Esta estrutura tem uma ótima resistência, porém baixa ductilidade. Pode-se adotar estratégias para melhorar a ductilidade, como, por exemplo, um revenimento, promovendo alívio de tensões.