Prova_EMA001-P005-0106

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Gabarito: A,D,D,D
DISCIPLINA
EMA001 – Ciência dos Materiais
DATA
09 outubro 2019
CÓDIGO DA PROVA
P005
INSTRUÇÕES AO ALUNO
1. É obrigatória a devolução deste caderno de questões ao término da prova.
2. Está autorizada a entrada de alunos até 1 hora depois do início marcado da prova (início 
da prova: 18h).
3. Você só poderá sair depois de transcorridas 1 hora e 15 minutos do início marcado da 
prova.
4. As respostas às questões dissertativas devem demonstrar a linha de raciocínio ou o 
processo de resolução, e não apenas o resultado final.
MATERIAL EXTRA: É permitido o uso de calculadora científica.
QUESTÕES OBJETIVAS
Questão 1 (1,5 
pontos)
Qual a razão dos materiais iônicos serem isolantes de eletricidade?
a) Os elétrons estão presos nos íons que formam a ligação iônica.
b) Nenhuma das alternativas anteriores.
c) Os elétrons estão livres abaixo da banda de valência.
d) Os elétrons podem caminhar apenas nos interstícios dos ânions e cátions.
Questão 2 (1,5 
pontos)
O que significa encruamento?
a) Ter propriedade de material cerâmico.
b) Nenhuma das alternativas anteriores.
c) Excesso de carbono na estrutura do alumínio.
d) Endurecimento devido à deformação excessiva sofrida pelo material num processo de 
conformação.
Questão 3 (1,5 
pontos)
Qual a razão para os materiais covalentes serem, em geral, semicondutores?
a) Devido à excitação óptica.
b) Os elétrons são livres para se moverem no cristal covalente.
c) Todos os grãos na microestrutura se tornarão magnéticos.
d) Os elétrons compartilham a mesma valência e, portanto, são itinerantes provocando 
uma condutividade intermediária em alguns compostos covalentes.
Questão 4 (1,5 
pontos)
O coeficiente Seebeck é uma propriedade importante para que uma junção entre dois metais 
funcione como sensor de temperatura (efeito termopar). O que significa essa grandeza? 
a) Representa a movimentação da rede cristalina excitada termicamente.
b) É a dissipação por efeito Joule.
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CADERNO DE PERGUNTAS
Avaliação
Regular
Gabarito: A,D,D,D
DISCIPLINA
EMA001 – Ciência dos Materiais
DATA
09 outubro 2019
CÓDIGO DA PROVA
P005
c) É o coeficiente que aparece no calor específico de um metal explicado pela teoria de 
Sommerfeld.
d) O gradiente de temperatura provoca uma movimentação eletrônica nos metais, fazendo
surgir um campo elétrico que é proporcional a esse gradiente. A constante de 
proporcionalidade representa o coeficiente Seebeck.
QUESTÕES DISSERTATIVAS
Questão 5 (2,0 pontos)
Explique qual a influência do raio de curvatura de uma trinca na resistência ao impacto do 
material.
Questão 6 (2,0 pontos)
Um metal hipotético A cristaliza numa estrutura CCC, cuja densidade é de 6,1 g/cm3 e massa 
molar de 50,94 g/mol. Calcule o parâmetro de rede da célula unitária, bem como o raio 
atômico do elemento metálico A.
FORMULÁRIO
ρ=
nM m
N AV C
 NA = 6,02 x 10
23 moléculas.
n=
número deelétrons
V C
σ=
K IC
Y √ πa
Relações de unidades Mega (M) = 106
Angstron (Å) = 10-10 m
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Gabarito: A,D,D,D
DISCIPLINA
EMA001 – Ciência dos Materiais
DATA
09 outubro 2019
CÓDIGO DA PROVA
P005
QUESTÕES OBJETIVAS
Questão 1
A resposta correta é: Os elétrons estão presos nos íons que formam a ligação iônica.
Justificativa
A ligação iônica é uma ligação de interação Coulombiana entre os íons da rede (cátions e 
ânions) e, portanto, não possuem grau de liberdade para se movimentar.
Questão 2
A resposta correta é: Endurecimento devido à deformação excessiva sofrida pelo material num
processo de conformação.
Justificativa
Quando um material é laminado, por exemplo, a deformação excessiva provoca um 
endurecimento da microestrutura e isso significa encruamento.
Questão 3
A resposta correta é: Os elétrons compartilham a mesma valência e, portanto, são itinerantes 
provocando uma condutividade intermediária em alguns compostos covalentes.
Justificativa
Os elétrons na ligação covalente compartilham a mesma banda de valência e ocorre 
especialmente nos orbitais p de elementos como: silício, germânio, arsênio, entre outros. A 
extensão desses orbitais podem se espalhar pela rede cristalina e esses elétrons serão 
itinerantes. Como esses elétrons não são totalmente livres, a condutividade será intermediária 
entre um isolante e um condutor e, portanto, com comportamento semicondutor. 
Questão 4
A resposta correta é: O gradiente de temperatura provoca uma movimentação eletrônica nos 
metais, fazendo surgir um campo elétrico que é proporcional a esse gradiente. A constante de 
proporcionalidade representa o coeficiente Seebeck.
Justificativa
O gradiente de temperatura num metal ou junção de dois metais provoca uma diferença de 
potencial elétrica entre a extremidade quente e a fria do metal ou junção de metais. Essa ddp 
provoca um campo eletrostático que é proporcional ao gradiente de temperatura e, assim, essa
constante dimensional, que depende do metal, é chamada de coeficiente Seebeck.
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GABARITO
Gabarito: A,D,D,D
DISCIPLINA
EMA001 – Ciência dos Materiais
DATA
09 outubro 2019
CÓDIGO DA PROVA
P005
QUESTÕES DISSERTATIVAS
Questão 5
Uma trinca com raio de curvatura muito pequeno concentra muita tensão e, por esse motivo, 
tem a tendência de se propagar de forma catastrófica no material. Por isso, quanto menor o 
raio de curvatura de uma trinca, menor será a resistência do material ao impacto.
Rubricas | critérios de correção
Considerar 60% para o acerto dos três primeiros itens, que são os principais.
Questão 6
Considerando que a estrutura CCC tem dois átomos por célula unitária, vamos supor o 
elemento A nos vértices e no centro do cubo. Para calcular a densidade, vamos usar a relação 
dada por: ρ=
N átomosmmolar
N AV cel
. Nessa relação vamos considerar o volume como incógnita, tal 
que: 6,1=
(50,94)2
V C 6 ,02∗1023
 que resulta em um volume de: 2,77 x 10-23 cm3, cujo parâmetro 
será 3,03 x 10-8 cm. Isso produz um parâmetro de rede em escala atômica de 3,03 Angstron. A
relação entre raio atômico e parâmetro de rede é dada por: α=
4R
√ 3
, portanto, o raio 
atômico será: 1,31 Angstron.
Rubricas | critérios de correção
Considerar a montagem da equação como 50% e os outros 50% o cálculo.
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