prova ciência e propriedades dos materiais

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1.
	O coeficiente de expansão térmica linear é uma propriedade do material que se relaciona com o valor de energia de ligação dos átomos presentes no material. Sobre essa característica, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) De um modo geral, as cerâmicas tendem a apresentar menores coeficientes de expansão térmica que os polímeros, tendo em vista as ligações químicas iônicas e covalentes das cerâmicas. Já as propriedades térmicas dos polímeros dependem das ligações secundárias (mais fracas).
(    ) A energia de ligação dos materiais metálicos (ligações metálicas) é usualmente maior que as verificadas nos materiais poliméricos (ligações intermoleculares). Assim, é esperado que os coeficientes de expansão térmica dos metais, de forma geral, sejam de menor magnitude quando comparados aos valores típicos encontrados nos polímeros.
(    ) O coeficiente de expansão térmica linear dos materiais poliméricos apresenta relação com a magnitude das ligações primárias, não havendo influência das ligações secundárias.
(    ) É importante em algumas aplicações, para efeito de projeto, considerar o coeficiente de expansão térmica do material. Expansões ou contrações do material em serviço (caso ocorra significativa variação da temperatura) podem gerar desajustes dimensionais ou tensões que comprometam seu o funcionamento.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	V - V - F - V.
	 b)
	V - F - F - V.
	 c)
	F - V - F - F.
	 d)
	F - F - V - V.
	2.
	Os diferentes materiais apresentam comportamentos distintos em termos de propriedades térmicas. Essas propriedades estão intimamente ligadas aos tipos de átomos e à magnitude das forças de ligação química presentes nesses materiais. Com relação a essas propriedades, analise as afirmativas a seguir:
I- O calor ou energia térmica absorvida por um determinado material é transformado em energia elétrica que é conduzida para o interior dos átomos.
II- A capacidade calorífica é uma constante do material que indica a quantidade de energia necessária para solidificar o material a partir do ponto eutético.
III- A expansão térmica é uma medida da variação dimensional do material com a temperatura, e depende somente do número de elétrons livres.
IV- Quanto maior a energia de ligação química de uma determinado material, menor será o seu coeficiente de expansão térmica.
Assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	Somente a afirmativa IV está correta.
	 b)
	As afirmativas II e IV estão correta.
	 c)
	As afirmativas I e III estão correta.
	 d)
	Somente a afirmativa II está correta.
	3.
	Na técnica de microscopia ótica, um conjunto de lentes é responsável pela obtenção de uma imagem aumentada da amostra que está sendo analisada. Sobre essa técnica, analise as afirmativas a seguir:
I- Na microscopia ótica, a imagem formada na lente objetiva é resultado da interação dos elétrons com a amostra.
II- Na microscopia ótica, a imagem é formada a partir da interação da luz com o comprimento de onda na faixa do visível com a amostra analisada.
III- A resolução máxima de um microscópio ótico depende somente da qualidade das lentes utilizadas.
IV- Um microscópio ótico é composto por um conjunto de lentes objetivas e oculares.
Assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	Somente a afirmativa II está correta.
	 b)
	As afirmativas II e IV estão corretas.
	 c)
	Somente a afirmativa I está correta.
	 d)
	Somente a afirmativa III está correta.
	4.
	Nos aços, os átomos de carbono ficam alojados nos interstícios da estrutura cristalina do ferro, gerando tensões e deformação na sua estrutura cristalina. Sobre o efeito da presença de carbono no ferro, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) A quantidade de carbono que pode ser solubilizada na estrutura do ferro é limitada e depende da temperatura.
(    ) A perlita é uma fase composta por lamelas intercaladas de ferrita (solução sólida de carbono no ferro) e cementita (Fe3C).
(    ) A fase ferrita apresenta elevada dureza quando comparada à cementita, em função da sua estrutura ser hexagonal compacta, com poucos sistemas de escorregamento.
(    ) A presença de átomos de carbono facilita o movimento das discordâncias, o que proporciona um material com maior tenacidade.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	V - F - F - V.
	 b)
	V - V - F - F.
	 c)
	F - F - V - V.
	 d)
	F - V - V - F.
	5.
	Uma equipe da Coreia do Sul, EUA e Hong Kong descobriu uma maneira de tornar flexível a substância natural mais dura do mundo - eles criaram agulhas flexíveis de diamante. Quando seus cristais são reduzidos até abaixo de um micrômetro, ficando semelhantes a agulhas, o diamante pode dobrar e esticar, de forma muito parecida com uma borracha, e depois voltar a sua forma original. Essa descoberta deverá ter implicações para várias áreas, incluindo bioimagem e sensoriamento médico, dispositivos optomecânicos, nanoestruturas ultrafortes e muito mais. Amit Banerjee e seus colegas pegaram filmes finos de diamantes artificiais e entalharam pequenas agulhas, cada uma com cerca de 300 nanômetros de altura. Quando a equipe usou a ponta de um microscópio eletrônico para pressionar essas nanoagulhas, o que se viu é que elas podem suportar deformações de até 9%, o que é muito próximo do limite teórico de flexibilidade dos diamantes. As nanoagulhas de diamante monocristalino atingem uma tensão de tração máxima local significativamente superior à suportada pelos diamantes policristalinos. "Colocar materiais cristalinos, como o diamante, sob deformações elásticas muito grandes, como acontece quando essas peças flexionam, pode alterar suas propriedades mecânicas, bem como propriedades térmicas, ópticas, magnéticas, elétricas, eletrônicas e reações químicas de maneiras significativas, e [essas propriedades alteradas] podem ser usadas para projetar materiais para aplicações específicas através da engenharia de deformação elástica", escreveu a equipe. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) A equipe desenvolveu em seu estudo nanoagulhas de diamante capazes de apresentar deformação plástica da ordem de 9%.
(    ) O diamante é um material intrinsecamente frágil. No entanto, de acordo com o estudo, é possível gerar uma deformação elástica considerável em agulhas de diamante submicrométricas.
(    ) De acordo com a equipe, a descoberta pode ter aplicações em diversas áreas, principalmente nos processo de usinagem de metais.
(    ) De acordo com a equipe, materiais cristalinos como o diamante podem apresentar alterações significativas de propriedades quando da aplicação de forças de flexão que gerem deformações elásticas muito grandes.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=diamante-dobrado-esticado-volta-formato-original&id=010160180427#.W9jiktVKgdU. Acesso em: 30 out. 2018.
	 a)
	V - F - V - F.
	 b)
	V - V - F - V.
	 c)
	F - F - V - F.
	 d)
	F - V - F - V.
	6.
	Nos aços, os átomos de carbono ficam alojados nos interstícios da estrutura cristalina do ferro, gerando tensões e deformação na sua estrutura cristalina original. Sobre o efeito da presença de carbono no ferro, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) A quantidade de carbono que pode ser solubilizada na estrutura do ferro é ilimitada e depende somente do tempo de resfriamento.
(    ) A perlita é uma fase composta por lamelas intercaladas de ferrita (solução sólida de carbono no ferro) e cementita (Fe3C).
(    ) A fase ferrita apresenta menor dureza quando comparada à cementita, pois apresenta uma estrutura cúbica, a qual conta com maior número de sistemas de escorregamento para a movimentação das discordâncias
(    ) A presença de átomos de carbono facilita o movimento das discordâncias, o que proporciona um material com maior tenacidade.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	F - V - F- F.
	 b)
	F - V - V - F.
	 c)
	V - F - F - V.
	 d)
	F - F - V - F.
	7.
	Os ensaios não destrutivos são utilizados para verificação de conformidade de produtos e identificação de defeitos que podem potencializar uma falha do componente. Sobre esse tipo de ensaio, é correto afirmar:
	 a)
	Permite a medição de forma indireta de algumas propriedades do material analisado.
	 b)
	Não pode ser aplicado em campo, pois sempre necessita de condições ambientais controladas.
	 c)
	É caracterizado pela possibilidade de se obter medidas diretas das propriedades dos materiais.
	 d)
	A análise dos resultados é simples e não depende de experiência.
	8.
	O ensaio de dureza é muito utilizado para controle de qualidade, principalmente na indústria metalúrgica. Sobre o ensaio de dureza, analise as sentenças a seguir:
I- No processo de medição de dureza Brinell (HB), o diâmetro da impressão da ponteira sobre a amostra é inversamente proporcional à dureza do material.
II- O ensaio de micro dureza Vickers pode ser utilizado na medição de dureza em regiões específicas da amostra, como, por exemplo, para a avaliação de camadas obtidas por tratamento superficial.
III- Para materiais frágeis, a dureza precisa ser estimada por outro tipo de ensaio, visto que os métodos de penetração sempre geram a fratura do material, invalidando o resultado obtido.
IV- É possível estimar a tensão de resistência de um material metálico a partir da dureza Brinell (HB) mensurada.
Agora, assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	Somente a sentença III está correta.
	 b)
	As sentenças I, II e IV estão corretas.
	 c)
	Somente a sentença IV está correta.
	 d)
	As sentenças I, II e III estão corretas.
	9.
	Um novo material artificial apresenta simultaneamente uma refração negativa e nenhuma reflexão de onda. Conforme aprendemos na escola, quando os raios de luz atingem um copo de água, alguns deles são curvados pela água, enquanto outros são refletidos. Com isso, os raios incidentes e refratados acabam em lados opostos da superfície da água - isto é o que acontece com praticamente todos os materiais na natureza. No entanto, a teoria e a prática mostram que é possível criar materiais que violem essa norma, a exemplo do que vem sendo feito com os metamateriais da invisibilidade e das lentes planas. De fato, Hailong He e colegas das universidades de Wuhan (China) e Texas (EUA) construíram agora esse material com refração negativa e absorção total. A equipe sintetizou o novo material partindo das propriedades de um semimetal de Weyl, um material quântico descoberto recentemente que possui propriedades topológicas - o que acontece nas suas bordas é diferente do que acontece no seu interior. Para aplicar o que aprenderam com o material quântico em um material não metálico, a equipe criou placas superpostas de cristais fonônicos usando epóxi e outros polímeros. As placas foram empilhadas de forma que suas estruturas acompanhem o sentido anti-horário ao longo do eixo vertical. Com isto, o material não apenas apresenta refração negativa, como também absorve todas as ondas acústicas dirigidas a ele, não refletindo nenhuma delas. Se um material semelhante puder ser criado para se comportar dessa mesma maneira com as ondas de luz - e a teoria afirma que pode - isso pode revolucionar também o campo da óptica. Considerando o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) A equipe desenvolveu lentes de epóxi capazes de absorver totalmente as ondas de luz incidente.
(    ) A descoberta foi possível através da utilização de um material quântico. Para isso foram criadas placas de um semimetal de Weyl. 
(    ) O estudo foi realizado utilizando ondas acústicas, porém abre possibilidades para aplicações ópticas.
(    ) O material apresenta absorção total, reflexão negativa e refração de onda nula.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=material-tem-refracao-negativa-absorcao-total-ondas&id=010160180813#.W9jW49VKgdU. Acesso em: 30 out. 2018.
	 a)
	F - V - V - V.
	 b)
	V - V - F - V.
	 c)
	F - F - V - F.
	 d)
	V - F - V - F.
	10.
	Os plásticos capazes de conduzir calor são uma novidade bastante recente, mas altamente promissora porque os polímeros são o material de preferência na construção dos aparelhos eletrônicos, que teimam em esquentar muito. Plásticos são excelentes isolantes, o que significa que eles aprisionam o calor. No ano de 2017, uma equipe da Universidade de Michigan mudou a estrutura atômica de um polímero para fazê-lo alcançar uma condutividade térmica seis vezes maior do que o material original. Agora, Yanfei Xu e seus colegas do MIT alcançaram uma nova marca: uma condutividade térmica 10 vezes maior. "Nosso polímero pode conduzir termicamente e remover o calor com muito mais eficiência. Acreditamos que os polímeros podem se transformar em condutores de calor de última geração para aplicações avançadas de gerenciamento térmico, como uma alternativa de autorresfriamento para os gabinetes dos aparelhos eletrônicos," disse a pesquisadora. Se você der um zoom na microestrutura de um plástico, vai entender facilmente por que o material retém o calor tão facilmente. No nível microscópico, os polímeros são feitos de longas cadeias de monômeros, ou unidades moleculares, ligadas ponta com ponta. Essas cadeias são geralmente emaranhadas como uma bola de espaguete. Os transportadores de calor têm dificuldade em passar por essa confusão desordenada e tendem a ficar presos dentro dos nós e aglomerados poliméricos. A equipe já havia conseguido desembaraçar essa bagunça e obter uma melhor condutividade térmica, mas o material só conseguiu conduzir o calor numa direção. Agora eles mexeram tanto nas forças intermoleculares, quanto nas forças intramoleculares, produzindo um politiofeno condutor de calor - este é um polímero conjugado tipicamente usado em aparelhos eletrônicos. "Nossa reação foi capaz de criar cadeias rígidas de polímeros, em vez de fios torcidos, semelhantes a um espaguete, em polímeros normais," disse Xu. As primeiras amostras têm cerca de dois centímetros quadrados e foram fabricadas em equipamentos de laboratório - câmaras de deposição a vapor. Antes de ampliá-las e pensar em fabricação industrial, contudo, a equipe está mais preocupada em compreender em detalhes os caminhos do calor pelo material. Com esse entendimento, será possível guiar os desenvolvimentos futuros para a obtenção de resultados mais próximos das aplicações práticas. Com base no exposto, assinale a alternativa CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=plastico-usado-eletronicos-agora-conduz-calor&id=010160180410#.W-ISi9VKgdU. Acesso em: 6 nov. 2018.
	 a)
	Os polímeros são compostos por longas cadeias formadas por monômeros. A forma como essas cadeias ficam organizadas no material (semelhante a uma "bola de espaguete") dificulta a transmissão do calor no material. A pesquisa buscou alterar essa estrutura molecular, tornando o material 10 vezes mais condutor do que o material percussor.
	 b)
	De acordo com a pesquisa, ao ordenar as cadeias poliméricas através da deposição a vapor, foi possível reduzir a distância entre as cadeias poliméricas permitindo a condução de calor através das ligações secundarias do tipo Van de Waals.
	 c)
	De acordo com a pesquisa, esses resultados permitem a aplicação prática na substituição de metais condutores de calor por polímeros condutores de calor, em equipamentos eletrônicos como celulares e tablets, reduzindo o peso dos equipamentos e o custo final do produto.
	 d)
	Os polímeros são tipicamente isolantes de calor. Isso se deve à ausência de elétrons livres. Os elétrons livres são o principal meio e condução de calor nos materiais, conforme comprovou a pesquisa.