Ciência e Propriedade dos Materiais

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Acadêmico:
	
	
	Disciplina:
	Ciência e Propriedade dos Materiais
	Avaliação:
	Avaliação I - Individual Semipresencial 
	Prova:
	
	Nota da Prova:
	8,00
	
	
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	1.
	A maioria dos materiais são agrupados de acordo com as suas caraterísticas físico-químicas em metais, cerâmicas e polímeros. Embora não seja possível generalizar, observa-se que, em geral, os materiais de uma mesma classe apresentam algumas características (ou propriedades) típicas. O conhecimento dessas características comuns é o passo inicial para a seleção de materiais para certas aplicações. Com relação aos tipos e características dos materiais, analise as afirmativas a seguir:
I- Os materiais metálicos apresentam propriedades adequadas para o desenvolvimento de estruturas que suportam cargas mecânicas, como a alta resistência mecânica e a deformação plástica (aviso de falha).
II- Os polímeros apresentam ligações iônicas (fortes), o que permite a sua aplicação em situações em que há mudanças bruscas de temperatura, com picos de temperatura superiores ao ponto de fusão dos aços.
III- A utilização de materiais cerâmicos é bastante abrangente, ou seja, eles podem ser utilizados em diversas aplicações. A principal desvantagem, no entanto, diz respeito ao seu baixo ponto de fusão, o que limita a aplicação em altas temperaturas.
IV- Apesar dos metais, via de regra, apresentarem maior resistência mecânica quando comparados aos materiais poliméricos, esses últimos vêm gradativamente substituindo os metais em componentes de automóveis, pois são mais leves e propiciam economia de combustível.
Assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	As afirmativas I, II e IV estão corretas.
	 b)
	Somente a afirmativa IV está correta.
	 c)
	As afirmativas II e III estão corretas.
	 d)
	As afirmativas I e IV estão corretas.
	2.
	Os polímeros apresentam estruturas formadas por longas cadeias contendo carbono, bem como outros elementos, tais como o hidrogênio, o cloro, e o flúor. Sobre os polímeros e suas características, assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	O politetrafluoretileno (PTFE), conhecido pelo nome comercial "Teflon", apresenta em seu monômero dois átomos de carbono, dois átomos de hidrogênio e dois átomos de cloro.
	 b)
	Os polímeros são denominados hidrocarbonetos, tendo em vista que em sua estrutura sempre haverá, obrigatoriamente, carbono e hidrogênio. Além do carbono e hidrogênio, outros tipos de átomos podem estar presentes no monômero.
	 c)
	A unidade elementar de um polímero é o monômero, estrutura equivalente à célula unitária dos metais. Uma cadeia polimérica consiste na junção de diversos monômeros. O polímero é composto por diversas cadeias poliméricas.
	 d)
	O politetrafluoretileno apresenta semelhanças, tanto em seu monômero, como em suas propriedades físicas, com o polietileno. Ambos apresentam resistência em temperatura equivalente.
	3.
	Muitos metais apresentam estruturas cristalinas cúbicas, as quais apresentam grande simetria. Esse fato propicia o desenvolvimento de muitos sistemas de escorregamento, que facilitam a movimentação de discordâncias na aplicação de tensões mecânicas. Com relação à estrutura cristalina dos metais e seus defeitos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) As discordâncias são defeitos da estrutura cristalina causados por um desalinhamento de átomos. A quantidade de discordâncias em um material metálico se relaciona com as suas propriedades mecânicas.
(    ) As lacunas são um tipo de defeito caracterizado pela ausência de átomos na estrutura cristalina. A quantidade de lacunas aumenta exponencialmente com o aumento da temperatura.
(    ) As impurezas são defeitos cristalinos caracterizados pela presença de átomos estranhos na composição do metal. A presença desses defeitos, no entanto, pode melhorar as propriedades mecânicas desses materiais.
(    ) As impurezas podem ser de dois tipos: substitucionais, quando substituem o átomo do material, ou intersticiais, quando se alojam nos interstícios da estrutura cristalina.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	F - V - V - V.
	 b)
	V - V - V - V.
	 c)
	V - F - F - F.
	 d)
	F - F - V - F.
	4.
	Os materiais compósitos são uma classe específica de materiais. Estão presentes em diversas áreas, sendo utilizados na fabricação de itens que exigem resistência mecânica ou combinações de propriedades específicas. Com relação a esse tipo de material, assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	Os compósitos são materiais que combinam diferentes classes de materiais: polímeros, cerâmicas e metais, em um mesmo material. Dessa forma, é possível aliar, por exemplo, a resistência mecânica à tração das cerâmicas com a resistência ao impacto dos polímeros.
	 b)
	Os compósitos são materiais que contém as três classes de materiais: metais, polímeros e cerâmicas. Esses materiais combinam em um único material as melhores características dessas três distintas classes de materiais.
	 c)
	Os compósitos são caracterizados pela combinação de metais com polímeros. Até os dias de hoje não é possível combinar metais com cerâmicas e cerâmicas com polímeros, em virtude das diferenças químicas e estruturais.
	 d)
	A indústria automobilística absorve grande parte dos desenvolvimentos na área de materiais compósitos. Um bom exemplo são as carrocerias de automóveis, hoje produzidas em chapas de material compósito, que consistem em uma matriz de aço carbono contendo fibras de vidro e poliamida.
	5.
	As características das ligações químicas dos materiais poliméricos definem as suas propriedades, tais como o ponto de fusão e maleabilidade. Sobre as ligações químicas nos polímeros, assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	As ligações secundárias são responsáveis pela elevada temperatura de fusão dos materiais poliméricos.
	 b)
	Em função da rigidez das ligações iônicas, os polímeros devem ser processados em temperaturas acima de 1000 °C.
	 c)
	Os materiais poliméricos apresentam ligações metálicas do tipo carbono-carbono, que contribuem para uma elevada condutividade elétrica.
	 d)
	Os materiais poliméricos apresentam ligações covalentes, que consiste em uma ligação química primária.
	6.
	Um novo material que é tão rígido quanto um metal, mas flexível o suficiente para resistir a fortes vibrações, promete transformar a indústria automobilística e vários outros setores. O material possui ao mesmo tempo uma alta rigidez e uma capacidade de amortecimento de impactos. Essa combinação quase impossível em um único material foi obtida usando folhas compostas trançadas em 3D a partir de fibras não ligadas entre si. Embora a trama seja criada como se fosse um material têxtil, os fios são metálicos. Isso permite que o interior do material se mova e absorva vibrações, enquanto o material circundante permanece rígido. Os materiais convencionais de amortecimento - a borracha, por exemplo - apresentam uma rigidez relativamente baixa, enquanto os metais e cerâmicas rígidos têm tipicamente um amortecimento insignificante. "Aqui, demonstramos que o alto amortecimento e a rigidez estrutural podem ser obtidos simultaneamente em treliças trançadas em 3D, soldando apenas juntas selecionadas da treliça, o que resulta em uma estrutura em rede intertravada para suportar carga, entrelaçada com elementos 'flutuantes' livres para gerar amortecimento", descreveram Ladan Salari Sharif e seus colegas da Universidade de Surrey, no Reino Unido. Com relação ao exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) O material descrito no texto combina as características de rigidez do metal e a flexibilidade gerada pelo entrelaçamento de folhas em um arranjo tridimensional específico.
(    ) As folhas do material são entrelaçadas, porém permanecem livres para se deslocarem entre si em todos os pontos, não havendo soldagens de juntas.
(    ) A rigidez do material é inversamente proporcional a sua capacidade de absorver energia, como aquelagerada por vibrações.
(    ) A borracha é um material que apresenta uma baixa rigidez, ou seja, o seu módulo de elasticidade é alto.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=carros-sem-nenhuma-vibracao&id=010160181016#.W9D4n3tKgdU. Acesso em: 24 out. 2018.
	 a)
	F - F - F - V.
	 b)
	V - V - V - F.
	 c)
	F - V - F - V.
	 d)
	V - F - V - F.
	7.
	Materiais puros (por exemplo, ferro puro comercial), apresentam, invariavelmente, certo nível de impurezas. De fato, muito materiais são desenvolvidos com base em concentrações determinadas de impurezas, visando alterar as propriedades do material de base. Com relação ao exposto, analise as afirmativas a seguir:
I- As impurezas podem ser de dois tipos: substitucional ou intersticial. Quando a impureza é do tipo intersticial, o átomo de impureza (solvente) substitui o átomo do soluto em uma das lacunas do material.
II- A característica que determina o tipo de solução sólida (substitucional ou intersticial) entre dois diferentes elementos químicos é a diferença entre os raios atômicos dos átomos envolvidos.
III- Quando a solução sólida é do tipo intersticial, o átomo do soluto ocupa o interstício entre os átomos do solvente.
IV- O átomo do soluto geralmente apresenta um raio atômico menor do que o raio do interstício. Essa configuração gera tensões compressivas no interior da rede cristalina, diminuindo a força de ligação e a dureza do material.
Assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	As afirmativas II e III estão corretas.
	 b)
	Somente a afirmativa IV está correta.
	 c)
	As afirmativas III e IV estão corretas.
	 d)
	As afirmativas I e III estão corretas.
	8.
	Os materiais amorfos não apresentam ordenação atômica de longo alcance. Sobre os materiais amorfos, assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	Um material amorfo pode ser obtido através do resfriamento de qualquer material em estado de equilíbrio.
	 b)
	Um material tipicamente cristalino, como o alumínio, em hipótese alguma poderá se tornar amorfo.
	 c)
	Um material tipicamente cristalino pode se tornar amorfo se a taxa de resfriamento a partir do líquido for suficientemente elevada.
	 d)
	Os materiais amorfos se apresentam sempre transparentes, como é o caso do vidro e de alguns tipos de polímeros.
	9.
	Os polímeros são materiais compostos por cadeias contendo carbono. Polietileno (PE), polipropileno (PP) e policloreto de vinila (PVC) são exemplos dessa classe de materiais. Com relação às características e propriedades desses materiais, assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	Quando comparados aos metais, apresentam melhor resistência à oxidação, especialmente aquela causada pelos raios UV. Isso se deve à elevada energia de ligação entre as cadeias poliméricas.
	 b)
	Os polímeros são normalmente processados em altas temperaturas (acima de 900 graus Celsius), fator que torna o processo de fabricação (por exemplo, injeção) caro e economicamente dependente do custo energético.
	 c)
	Os polímeros são classificados como termofixos ou termoplásticos. Os polímeros termoplásticos podem ser facilmente reciclados, pois mantém as suas propriedades com o processo de reaquecimento para posterior conformação em um novo produto.
	 d)
	Todos os tipos de polímeros podemos ser reciclados, pois não perdem suas propriedades com reaquecimento para conformação de um novo produto. Essa é uma das principais vantagens do emprego desse tipo de material.
	10.
	As propriedades dos metais dependem das características dos seus átomos, e do arranjo espacial desses átomos no material sólido. Essas duas variáveis ajudam a prever algumas características desses materiais. Sobre os metais e seu arranjo atômico, analise as afirmativas a seguir:
I- Os metais são bons condutores em virtude do seu arranjo cristalino, pois átomos estão mais próximos entre si, o que permite a condução de elétrons das camadas mais internas do átomo.
II- Os metais são maleáveis (deformáveis plasticamente), pois existem lacunas atômicas que apresentam baixa rigidez na temperatura ambiente. As lacunas geram uma menor força de ligação da estrutura, permitindo a deformação da estrutura.
III- Os átomos dos metais geralmente são arranjados em estruturas do tipo cúbica. Essas estruturas são caracterizadas por uma maior simetria e maior número de sistemas de escorregamento do que estruturas típicas dos materiais cerâmicos.
IV- Conhecendo a estrutura cristalina de um determinado metal e suas características químicas, é possível determinar algumas propriedades de forma aproximada, como a densidade do material sólido.
Assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	As afirmativas I e II estão corretas.
	 b)
	As afirmativas III e IV estão corretas.
	 c)
	As afirmativas I e IV estão corretas.
	 d)
	As afirmativas II e III estão corretas.
Prova finalizada com 8 acertos e 2 questões erradas.
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