UNIVESP - Gabarito da atividade para avaliação - 2020 Semana 3 - CIÊNCIA DOS MATERIAIS

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Ciência dos Materiais
Propriedades térmicas e óp�cas da matéria3
A resposta correta da questão está identificada com a cor Vermelha.
QUESTÃO 1.
A definição “A quantidade de calor que passa por unidade de tempo através de um prato circular de área
unitária (1m ) e espessura também unitária (1m) quando a diferença de temperatura entre suas faces é
unitária (1 K)” está relacionada a:
(a) Resistência térmica.
(b) Isolação térmica.
(c) Condutância térmica.
(d) Condutividade térmica
(e) Resistividade térmica
A resposta correta é: “Condutividade Térmica.”
Justificativa:
A condutividade térmica (W/(m•K)) quantifica a habilidade dos materiais de conduzir calor, ela descreve
o transporte de energia – na forma de calor – através de um corpo, como resultado do gradiente de
temperatura. W/(m•K).
 
QUESTÃO 2. Leia as afirmações abaixo:
(I) Os metais e as ligas metálicas, em geral, estão sujeitos ao fenômeno da fluência à temperatura
ambiente.
(II) A falha por fluência em metais pode resultar de uma excessiva deformação plástica do componente
ou da ruptura desse componente.
(III) Sistemas mecânicos sujeitos à fluência: vasos de pressão, turbinas a gás e motores aeronáuticos.
(IV) Fluência é uma deformação plástica irreversível, que se superpõe à deformação elástica reversível.
(V) Ela se faz de forma decrescente e rápida, com o decorrer do tempo, nas situações em que a carga é
mantida.
Das afirmações acima, as que estão totalmente ligadas à Fluência são:
(a) I e III.
(b) II, III e V.
ATIVIDADE PARA AVALIAÇÃO
Gabarito - Semana 3
2
(c) I, II e IV.
(d) II, III e IV.
(e) Todas estão corretas.
A resposta correta é: “II, III e IV.”
Justificativa:
Fluência é a deformação permanente de materiais quando são sujeitos a cargas ou tensões constantes,
e está em função do tempo. Essa forma de deformação é observada em todos os tipos de materiais.
Para os metais, ela só é relevante para temperaturas iguais ou superiores a aproximadamente 0,4 vezes
a temperatura absoluta de fusão do metal em análise.
 
QUESTÃO 3. Identifique se são verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmativas sobre as propriedades
óticas dos materiais metálicos:
( ) Os metais são opacos a todas as radiações eletromagnéticas de alto comprimento de onda e
transparentes a radiações de baixo comprimento de onda.
( ) Uma pequena parte da energia proveniente do decaimento eletrônico é armazenada na forma de
calor.
( ) Grande parte da radiação absorvida é reemitida pela “superfície” do metal, na forma de luz visível.
( ) A cor de um metal é determinada pela distribuição dos comprimentos de onda que são absorvidos
e reemitidos.
( ) A reflectância da maioria dos metais situa-se entre 0,90 e 0,95.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, respectivamente:
a) V – F – V – F – V
b) F – V – V – F – V
c) V – V – V – F – V
d) V – F – F – F – V
e) V – F – V – V – F
A resposta correta é: “V – F – V – F – V”
Justificativa:
Propriedades ópticas dizem respeito à resposta de um material à interação com radiação
eletromagnética, especialmente com a luz visível;
•
Uma vez que os metais são opacos e altamente refletivos, a cor percebida é determinada
pela distribuição de comprimentos de onda da radiação, que é refletida e não absorvida;
•
Os metais brancos (Ag, Pt, Al, Zn) refletem aproximadamente o mesmo número de fótons
com as mesmas frequências encontradas no feixe de luz incidente;
•
Nos metais vermelhos e amarelos, tais como Cu e Au, os fótons com pequeno comprimento
de onda são absorvidos e a radiação refletida é composta preferencialmente de fótons com
comprimentos de onda maiores;
•
Todas as frequências da luz visível são absorvidas pelos metais devido à disponibilidade
“quase contínua” de estados eletrônicos vazios. De fato, os metais são opacos numa faixa
•
 
QUESTÃO 4.Fluência é a deformação plástica que ocorre num corpo quando submetido a uma carga
constante aplicada, a um determinado nível de temperatura, durante um prolongado período de tempo.
Com relação a Fluência para Cerâmicas, avalie as características abaixo
Das afirmações acima relacionada, as que estão totalmente ligadas a Fluência para Cerâmicas são:
a) I – II – III
b) I – II – IV
c) II – III – IV – V
d) I – II – III – IV – V
e) I – II – III – IV
A resposta correta é: “I – II – III – IV”
Justificativa:
Fluência é um fenômeno de deformação lenta, sob ação de uma carga constante aplicada durante longo
período de tempo a uma temperatura superior a 0,4 vezes a Temperatura de fusão em Kelvin.
Desta forma os materiais cerâmicos tendem a ter maior resistência a fluência que os metálicos já que
possuem maior temperatura de fusão (iniciam o processo de fluência em temperaturas bem superiores
às dos metais).
Cerâmicos possuem grande resistência ao ataque químico pois apresenta maior força entre as ligações
químicas.
Al2O3 ; Si3N4; SiC são ligações fortes, possuem alta resistência ao ataque químico. São usados no
lugar de metais pela alta estabilidade química em larga faixa de temperatura.
 
que vai desde as ondas de rádio até mais ou menos metade do espectro ultravioleta. São,
no entanto, transparentes a radiações de mais alta frequência (raios X e gama);
A maior parte da luz absorvida na superfície do metal é reemitida na forma de luz visível com
o mesmo comprimento de onda – uma luz refletida. A refletividade da maioria dos metais
está entre 0,9 e 0,95, sendo que uma pequena fração da energia reemitida corresponde a
calor.
•
Uma das vantagens das cerâmicas sobre os metais é a sua habilidade em suportar
temperaturas de serviço tão altas como1650 C.
I.
o
A resistência à temperatura das cerâmicas é caracterizada por diversas propriedades
térmicas como resistência à fluência, expansão térmica, condutibilidade térmica e resistência
ao choque térmico.
II.
Para cerâmicas estruturais, especialmente Si3N4 prensado a quente, a taxa de fluência
pode ser controlada ajustando a composição e, então, as propriedades das fases dos
contornos de grão;
III.
A resistência à fluência do SiC também é afetada pelas fases intergranulares, mas as taxas
de fluência desse material são baixas.
IV.
Os mecanismos usados para aumentar a resistência à fluência são: Endurecimento por
solução sólida e Endurecimento por solubilização e precipitação.
V.
QUESTÃO 5. Preencha as lacunas com as alternativas abaixo:
A capacidade calorífica de um material __________, sua unidade é dada por __________.
O calor específico __________, sua unidade é dada por __________.
(a) é a quantidade de energia necessária para se elevar em 1K a temperatura de 1 mol de determinado
material; J/mol.K; é a quantidade de energia requerida para provocar a variação de temperatura desse
material; J/kg.K.
(b) é a quantidade de energia requerida para provocar a variação de temperatura desse material; J/kg.K;
é a quantidade de energia necessária para se elevar em 1K a temperatura de 1 mol de determinado
material; J/mol.K.
(c) é a quantidade de energia requerida para provocar a variação de temperatura desse material;
J/mol.K; é a quantidade de energia necessária para se elevar em 1K a temperatura de 1 mol de
determinado material; J/kg.K.
(d) é a quantidade de energia necessária para se elevar em 1K a temperatura de 1 mol de determinado
material; J/kg.K; é a quantidade de energia requerida para provocar a variação de temperatura desse
material; J/mol.K.
(e) é a quantidade de energia necessária para se elevar em 1K a temperatura de 1 mol de determinado
material; é a quantidade de energia requerida para provocar a variação de temperatura desse material;
J/mol.K; J/kg.K.
A resposta correta é: “é a quantidade de energia requerida para provocar a variação de temperatura
desse material; J/mol.K; é a quantidade de energia necessária para se elevar em 1K a temperatura de 1
mol de determinado material; J/kg.K.”
Justificativa:
A capacidade calorífica de um material serve como indicativo da habilidade do mesmo em absorver calor
da sua vizinhança externa. Habilidadedo material em absorver calor:
O calor específico de um material é utilizado para comparar a capacidade térmica de diferentes
materiais. Expressa o número de calorias necessárias para elevar de 1 grau a temperatura de 1 grama
de material. Calor específico (c) – (cal/ C.g); (J/K.g).
 
o