Prova materiais 2

Prévia do material em texto

Acadêmico: Antonio Jorge Rodrigues Pimnetel (2063939) 
Disciplina: Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24) 
Avaliação: Avaliação II - Individual Semipresencial ( Cod.:638076) ( peso.:1,50) 
Prova: 16567765 
Nota da Prova: 10,00 
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada 
1. 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 a 0,02%. 
( ) A cementita é uma fase composta por lamelas intercaladas de perlita (solução 
sólida de carbono no ferro) e ferrita (Fe3C). 
( ) A fase cementita apresenta elevada dureza quando comparada à ferrita, em 
função da sua estrutura ortorrômbica, com poucos sistemas de escorregamento. 
( ) A presença de átomos de carbono dificulta o movimento das discordâncias, o 
que propicia melhoria na resistência mecânica à tração. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - F - V - F. 
 b) F - F - V - V. 
 c) V - V - F - F. 
 d) F - V - V - F. 
 
2. 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) Somente a sentença IV está correta. 
 c) As sentenças I, II e IV estão corretas. 
 d) As sentenças I, II e III estão corretas. 
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3. Ao aquecermos um material, ocorre um aumento na amplitude do movimento 
vibracional dos átomos. De fato, o aumento das dimensões do material quando o 
aquecemos se deve ao perfil assimético da curva de energia de ligação. Sobre a 
expansão térmica dos materiais, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para 
as falsas: 
 
( ) Materiais com menor energia de ligação tendem a apresentar maior expansão 
térmica quando comparados a material com elevada energia de ligação, para um 
mesmo intervalo de temperatura. 
( ) Os polímeros apresentam baixa expansão térmica quando comparados aos 
metais, em função das fortes ligações secundárias do tipo ponte de hidrogênio. 
( ) Materiais cerâmicos apresentam elevada expansão térmica, em função da 
ruptura frágil de suas ligações com o incremento da temperatura. 
( ) A expansão térmica cresce exponencialmente em função do número de elétrons 
livres presentes no material. 
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - F - F - F. 
 b) F - F - F - V. 
 c) V - V - V - F. 
 d) F - V - V - F. 
 
4. 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 
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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) De acordo com a pesquisa, a principal dificuldade a ser resolvida para viabilizar a 
aplicação prática dos resultados experimentais, diz respeito à condutividade 
térmica ser aumentada exclusivamente em uma única direção no material. 
 b) De acordo com a pesquisa, o polímero passa a conduzir dez vezes mais calor 
quando comparado ao material comum, devido à alteração no arranjo de suas 
cadeias: passam de um arranjo em forma de fios torcidos para um arranjo de 
cadeias rígidas. 
 c) De acordo com a pesquisa, o material desenvolvido apresenta condução de calor 
até seis vezes maior que a do polímero comum. 
 d) 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. 
 
5. A microscopia eletrônica de varredura apresenta algumas vantagens em relação à 
microscopia ótica na análise de materiais. Sobre as vantagens da microscopia 
eletrônica de varredura, analise as seguintes sentenças: 
 
I- A resolução de um microscópioeletrônico de varredura é superior àquela 
apresentada normalmente para o microscópio ótico. 
II- Na microscopia eletrônica de varredura, a imagem é colorida, mas não apresenta 
profundidade de foco. 
III- No microscópio eletrônico de varredura, é possível obter informações a respeito 
do gradiente de composição química da amostra analisada. 
IV- Ambas as técnicas (microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura) 
usam as informações geradas pela interação de elétrons com a amostra para gerar a 
imagem. 
 
Agora, assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As sentenças III e IV estão corretas. 
 b) As sentenças I e III estão corretas. 
 c) Somente a sentença I está correta. 
 d) As sentenças II, III e IV estão corretas. 
 
6. Nos Lasers (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), as transições 
eletrônicas são geradas por um estímulo externo. Em um laser de rubi, por exemplo, 
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elétrons do Cr(3+) são excitados até um nível mais alto por fótons emitidos por uma 
lâmpada de Xenônio. O feixe do Laser emitido é composto por: 
 a) Raios Gama. 
 b) Fótons. 
 c) Elétrons. 
 d) Prótons. 
 
7. Os diferentes tipos de materiais apresentam coeficientes de expansão térmica linear 
cujos valores se relacionam com a energia de ligação entre seus átomos em sua 
estrutura. Sobre essa propriedade térmica, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Considerando a relação entre a energia de ligação e o coeficiente de expansão 
térmica linear, é coerente considerar de forma crescente o coeficiente de expansão 
térmica de acordo com a seguinte sequência de classes de materiais: polímeros, 
cerâmicas e metais. 
( ) Considerando a relação entre a energia de ligação e o coeficiente de expansão 
térmica linear, é coerente considerar de forma crescente o coeficiente de expansão 
térmica de acordo com a seguinte sequência de classes de materiais: cerâmicas, 
metais e polímeros. 
( ) O coeficiente de expansão térmica linear dos materiais poliméricos apresenta 
relação com a magnitude das ligações secundárias. 
( ) Em um material polimérico, a livre movimentação das cadeias gera coeficientes 
de expansão térmica linear muito baixos, visto que os movimentos anisotrópicos 
relativos das cadeias se anulam. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) F - V - V - F. 
 b) V - V - V - F. 
 c) F - F - F - V. 
 d) V - F - F - V. 
 
8. 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) A análise dos resultados é simples e não depende de experiência. 
 b) É caracterizado pela possibilidade de se obter medidas diretas das propriedades 
dos materiais. 
 c) Não pode ser aplicado em campo, pois sempre necessita de condições ambientais 
controladas. 
 d) Permite a medição de forma indireta de algumas propriedades do material 
analisado. 
 
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 
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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: 
 
( ) Para obter a propriedade de refração negativa, a equipe desenvolveu um sistema 
de placas superpostas de cristais fônicos. 
( ) O material apresenta absorção total, refração negativa e reflexão nula. 
( ) O estudo foi realizado utilizando ondas magnéticas, que possuem 
comportamento semelhante ao da luz no espectro visível. 
( ) 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 - F - F. 
 b) F - F - V - V. 
 c) V - F - V - V. 
 d) V - V - F - F. 
 
10. Várias características dos materiais estão relacionadas com os tipos de átomos, assim 
como os tipos de ligações químicas envolvidas. A presença ou ausência de elétrons 
livres também é dependente do tipo de ligação. Com relação às propriedades 
térmicas dos materiais, analise as seguintes sentenças: 
 
I- As propriedades térmicas dos materiais dependem fundamentalmente do número 
de coordenação e parâmetro de rede dos materiais. 
II- As propriedades térmicas se relacionam fortemente com a presença ou ausência 
de elétrons livres. 
III- A condução de calor, assim como a condução de eletricidade em um material, 
dá-se exclusivamente pelo movimento de elétrons livres. 
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IV- Os fônons contribuem para a condução de calor no material. Estes são 
relacionados às vibrações do retículo cristalino. 
 
Agora, assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As sentenças II e IV estão corretas. 
 b) As sentenças II, III e IV estão corretas. 
 c) As sentenças I e III estão corretas. 
 d) As sentenças I e II estão corretas.