QUÍMICA GERAL E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS a4

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	QUÍMICA GERAL E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS 
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	ATIVIDADE 4 (A4)
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	10 em 10 pontos  
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· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	A grafita é um polimorfo do carbono que apresenta estrutura cristalina diferente do diamante. Essa grafita, por sua vez, é composta por camadas de átomos de carbono em um arranjo hexagonal e, apesar de não ser formada por um metal e um não metal, é muitas vezes considerada um material cerâmico. No âmbito da engenharia, muito vem sido discutido acerca da grafita. Nesse contexto, assinale a alternativa correta:
 
 
 
Fonte: Naveen Kalwa / 123RF.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Os carbonos adjacentes no hexágono estão ligados covalentemente, ao passo que uma rede na outra está conectada mediante ligações intermoleculares do tipo Van der Waals (ligações fracas). Isso explica o porquê da aplicação da grafita na área automotiva.
	Resposta Correta:
	 
Os carbonos adjacentes no hexágono estão ligados covalentemente, ao passo que uma rede na outra está conectada mediante ligações intermoleculares do tipo Van der Waals (ligações fracas). Isso explica o porquê da aplicação da grafita na área automotiva.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta.  A sequência está correta. Os átomos de carbono, no hexágono, estão fortemente conectados por ligações covalentes, enquanto as ligações entre as camadas estão fracamente conectadas por ligação do tipo Van der Waals. Por essa razão, a clivagem interplanar acontece com facilidade, originando as excelentes propriedades lubrificantes da grafita na área automotiva.
	
	
	
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	Atualmente, os compósitos poliméricos reforçados com fibras de carbono estão sendo empregados veementemente em carcaças de motores a jato, vasos de pressão e componentes estruturais de aeronaves. As fibras de vidro, por outro lado, são empregadas nas indústrias de transporte e pisos industriais. Com base nessas duas fibras, assinale a alternativa correta.
I. Como fibra, o vidro é relativamente resistente e, quando incorporado em uma matriz de plástico, produz um compósito com alta resistência. No entanto, a maioria dos materiais em fibra de vidro está limitada à temperatura de serviço abaixo de 200 ℃.
II. As fibras de carbono têm as maiores resistências específicas dentre todas as fibras de reforço e, em temperaturas ambientes, essas fibras não são afetadas pela umidade ou por alguns solventes importantes como, por exemplo, ácidos e bases.
III. Enquanto a fibra de carbono está limitada pelas baixas temperaturas de trabalho, a fibra de vidro está limitada pelo alto custo.
IV. As fibras de vidro se enquadram melhor na categoria de materiais cerâmicos, pois possuem uma resistência térmica mais apropriada para as aplicações mencionadas. Por outro lado, as fibras de carbono são enquadradas, efetivamente, na categoria de materiais compósitos.
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I e II, apenas.
	Resposta Correta:
	 
I e II, apenas.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a fibra de vidro, além de possuir alta resistência, possui uma boa estabilidade química e é útil para diferentes ambientes corrosivos (por isso são aplicadas em carcaças automotivas e marítimas). Ademais, a fibra de carbono possui boa estabilidade térmica, baixa densidade relativa e alto E (módulo de elasticidade).
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os materiais cerâmicos são amplamente utilizados no cotidiano. Por isso, faz-se imprescindível o conhecimento rigoroso das possíveis imperfeições presentes nos compostos cerâmicos e suas nuances. Dentre estas, tem-se o defeito Schottky, o defeito Frenkel, as impurezas e a estequiometria.
 
A seguir, assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
A falta da estequiometria pode ocorrer para alguns materiais cerâmicos e ainda assim manter o balanço de cargas equilibrado, como é o caso do óxido de ferro (wustita).
	Resposta Correta:
	 
A falta da estequiometria pode ocorrer para alguns materiais cerâmicos e ainda assim manter o balanço de cargas equilibrado, como é o caso do óxido de ferro (wustita).
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois, embora o cristal da wustita não seja estequiométrico (existe tanto Fe2+ como Fe3+), a compensação de cargas será realizada mediante algum tipo de defeito. A quantidade de defeitos nos materiais cerâmicos depende da temperatura de maneira análoga à dos materiais metálicos.
	
	
	
· Pergunta 4
1 em 1 pontos
	
	
	
	A nanotecnologia vem sendo cada dia mais desenvolvida no mundo. Dentre as inúmeras aplicações possíveis, há a indústria aeronáutica. Por exemplo, o novo Boeing 787 Dreamliner foi o primeiro avião comercial a ser construído com 50% de compósitos. Os nanocompósitos são uma promissora subclassificação dos compósitos.
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre a estrutura dos nanocompósitos, avalie as asserções abaixo:
 
1. As partículas são, em geral, menores com diâmetros de 10 nm a 100 nm. As interações partícula-matriz ocorrem no nível atômico ou molecular.
Porque
4. A deformação plástica fica restrita de tal modo que os limites de escoamento e de resistência à tração, assim como a dureza, são melhorados.
 
 
  A seguir, assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
	Resposta Correta:
	 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois, diferentemente dos compósitos reforçados por partículas grandes em que as interações partícula-matriz não podem ser tratadas ao nível atômico molecular, nos compósitos reforçados por dispersão (nanocompósitos) as interações partícula-matriz ocorrem no nível atômico ou molecular. Assim, isso desencadeia um aumento da resistência. À medida que a matriz suporta a maior parte de uma carga aplicada, as pequenas partículas dispersas dificultam os movimentos das discordâncias.
	
	
	
1. Pergunta 5
1 em 1 pontos
	
	
	
	O conhecimento acerca dos compósitos permite projetar materiais com combinações de propriedades melhores que as encontradas em qualquer liga metálica, cerâmica ou material polimérico. Essa classe de materiais surgiu na metade do século XX. Com base nos conceitos básicos dos compósitos, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Compósito pode ser considerado como qualquer material multifásico, que, de acordo com o princípio da ação combinada, são combinações criadas para atender às demandas de engenharia.
	Resposta Correta:
	 
Compósito pode ser considerado como qualquer material multifásico, que, de acordo com o princípio da ação combinada, são combinações criadas para atender às demandas de engenharia.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois, embora haja muita discussão técnica acerca do tema, no presente contexto, o compósito consiste em um material multifásico (matriz e fase dispersa), feito artificialmente, em contraste com um material que ocorre ou que se forma naturalmente.
	
	
	
1. Pergunta 6
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os polímeros podem ser divididos em várias categorias, e para cada uma existe uma diversa gama de aplicações. Dentro desse contexto, os vários tipos de polímeros compreendem os plásticos, os elastômeros, as fibras, os adesivos, as espumas e os filmes. É papel do engenheiro conhecer um pouco dessas aplicações, associando-as com as estruturas e peculiaridades dos polímeros.
 
A partir disso, analise as afirmativas a seguir:
I. Os plásticos (polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila, poliestireno, poliéster) são mais empregados e podem ser subclassificados em termofixos, termoplásticos e termo vidros.II. Embora a borracha natural seja muito utilizada, o elastômero sintético mais importante é o SBR, usado predominantemente em pneus de automóveis com aditivos.
III. Os filmes possuem uma ampla aplicação como sacos para embalagem de produtos alimentícios, e as características importantes são: alto grau de flexibilidade, resistência à tração e ao rasgamento e alta permeabilidade a alguns gases, especialmente vapor d’água.
IV. As espumas são geralmente utilizadas como almofadas em automóveis, colchões e embalagens e como isolantes térmicos. Os materiais termoplásticos e termofixos são empregados como espumas; como, por exemplo, o poliuretano, que tem pequenos poros e bolhas de gases aprisionados.
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
II e IV, apenas.
	Resposta Correta:
	 
II e IV, apenas.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o poliuretano é um polímero que pode ser rígido ou flexível e consiste em uma cadeia de unidades orgânicas unidas por ligações uretânicas. É formado pela utilização de um agente de insuflação ou agente expansor que, por ter baixa temperatura de ebulição, absorve a energia da reação e evapora, inflando o bloco de espuma.
	
	
	
1. Pergunta 7
1 em 1 pontos
	
	
	
	Do ponto de vista prático, a resposta de um polímero a solicitações mecânicas em temperaturas elevadas está vinculada à sua estrutura molecular dominante. Neste contexto, existem dois grandes grupos: termoplásticos e termofixos. No tocante à reversibilidade, este requisito se torna vital, do ponto de vista econômico e ambiental, para o processamento e reprocessamento dos materiais na indústria.
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre a estrutura dos polímeros, avalie as asserções abaixo:
 
7. Os termoplásticos, diferentemente dos termofixos, são recicláveis.
Porque
7. Amolecem quando são aquecidos e endurecem quando são resfriados. Processos totalmente reversíveis.
 
 
 A seguir, assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
	Resposta Correta:
	 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
	Feedback da resposta:
	 Resposta correta. A alternativa está correta, pois os termoplásticos (polietileno, PVC, poliestireno) são fáceis de derreter e moldar, o que facilita e viabiliza tecnicamente e financeiramente a reciclagem. Em contraste, os termofixos são rígidos e não amolecem ao aquecimento.
	
	
	
1. Pergunta 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	Do ponto de vista tecnológico, os compósitos mais relevantes são aqueles em que a fase dispersa está na forma de uma fibra. Os objetivos dos compósitos reforçados com fibras consistem, com frequência, em alta resistência e ou rigidez em relação ao peso. 
Com base nos compósitos reforçados com fibras e as suas nuances, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Como um compósito polimérico reforçado com fibra aramida, tem-se o Kevlar, utilizado para blindagem balística, artigos esportivos e pneus. Elas são requisitadas devido às suas excepcionais relações resistência-peso, superiores às dos metais.
	Resposta Correta:
	 
Como um compósito polimérico reforçado com fibra aramida, tem-se o Kevlar, utilizado para blindagem balística, artigos esportivos e pneus. Elas são requisitadas devido às suas excepcionais relações resistência-peso, superiores às dos metais.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o Kevlar é um compósito reforçado com fibras superiores ao nylon e ao poliéster. É uma marca registrada da empresa DuPont, líder industrial no segmento de polímeros, e é cinco vezes mais resistente que o aço por unidade de peso.
	
	
	
1. Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	A etimologia das palavras nos fornece uma pista valiosa sobre o real sentido de uma palavra. A palavra cerâmica, por exemplo, é oriunda da palavra grega keramikos, que significa “matéria queimada”, indicando que as propriedades desejáveis desses materiais provêm normalmente de um processo de tratamento térmico à alta temperatura, denominado cozimento.
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre os materiais cerâmicos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) A maioria das cerâmicas são compostos produzidos entre elementos metálicos e não metálicos, sendo as ligações interatômicas ou totalmente metálicas ou predominantemente metálicas, mas com alguma natureza covalente.
II. ( ) Duas características dos íons constituintes dos materiais cerâmicos influenciam a estrutura do cristal: a magnitude da carga elétrica e o tamanho relativo dos cátions e ânions. Então, o cristal não deve estar eletricamente neutro, isto é, as cargas positivas dos cátions não devem estar equilibradas com o número de cargas negativas dos ânions.
III. ( ) O vidro, composto principalmente de sílica, carbonato de sódio e carbonato de cálcio, é um material amorfo e pode ser considerado um material cerâmico.
IV. ( ) A argila, considerada um material cerâmico, é formada por partículas cristalinas extremamente pequenas, conhecidas como argilominerais, das quais a Caulinita é a mais abundante e relevante.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
F, F, V, V.
	Resposta Correta:
	 
F, F, V, V.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o vidro e a argila são ambos compostos que fazem parte dos materiais cerâmicos. Esses materiais são muito utilizados na construção civil, devido ao preço e por serem isolantes acústicos. Outro material muito comentado no âmbito da engenharia que também entra na categoria é a grafita.
	
	
	
1. Pergunta 10
1 em 1 pontos
	
	
	
	As temperaturas de fusão e de transição vítrea são parâmetros relevantes relacionados às aplicações dos materiais poliméricos. Elas são responsáveis por definir os limites de temperatura superior e inferior para numerosas aplicações. Com efeito, as mudanças de estrutura entre os polímeros e as suas propriedades físicas se fundamentam nessas temperaturas.
 
A seguir, assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
A temperatura na qual o polímero apresenta a transição do estado borrachoso para o estado rígido é denominada temperatura de transição vítrea.
	Resposta Correta:
	 
A temperatura na qual o polímero apresenta a transição do estado borrachoso para o estado rígido é denominada temperatura de transição vítrea.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a palavra “vítrea” significa relativo ao vidro, às características dele. Assim, a transição vítrea ocorre em polímeros amorfos e até em semicristalinos, devido a uma redução no movimento de grandes segmentos de cadeias moleculares causadas pela diminuição da temperatura.