AVA2 CIÊNCIA DOS MATERIAIS - UVA

Prévia do material em texto

Local: Sala 1 - Sala de Aula / Andar / Polo Paracambi / POLO PARACAMBI - RJ
Acadêmico: EAD-IL30062-20202A
Aluno: ADRIANA TOMAZ
Avaliação: A2-
Matrícula: 20191300601
Data: 18 de Junho de 2020 - 08:00 Finalizado
Correto Incorreto Anulada  Discursiva  Objetiva Total: 10,00/10,00
1  Código: 35407 - Enunciado: Ao selecionar ou projetar um material para determinada aplicação,
uma série de fatores precisa ser considerada. Como fator inicial, deve-se listar a quais condições
de operação o material será submetido e definir as propriedades requeridas para tal aplicação.
Para que uma seleção seja bem construída, as variáveis desse processo necessitam que a decisão
seja tomada com base nos limites e nas restrições do problema. Partindo dessa premissa, os
critérios de escolha são ventilados. Considerando os critérios de seleção de materiais, pode-se
afirmar que:
 a) Um copo pode ser fabricado de polímero, por exemplo. Se o objetivo for acondicionar a
bebida quente, qualquer polímero pode ser usado para esse processo, dado que esse material
pode resistir facilmente a altas temperaturas em virtude dos tipos de ligações químicas.
 b) Os metais não são ideais para fabricação de copos. A despeito de terem alta resistência
mecânica, são bons condutores de calor, o que não é adequado para os usuários, uma vez que
são potenciais causadores de acidentes com risco de queimaduras.
 c) Um fator de relevância secundária é o econômico. Nesse sentido, a empresa ou
instituição que propõe desenvolver um novo material de engenharia não necessita apurar o lucro
dos produtos de venda com base nos insumos necessários para a fabricação e desenvolvimento.
 d) O processo de seleção de materiais envolve uma análise somente das propriedades
físicas do material a ser escolhido. As propriedades químicas são irrelevantes para as aplicações
na engenharia, pois são desconsideradas as interações químicas desse material com o meio
ambiente.
 e) Outro fator importante na escolha de um material refere-se ao tipo de deterioração das
propriedades que ele poderá sofrer enquanto estiver em serviço. Suas propriedades não são
afetadas, independentemente das condições e ou/fatores ambientais a que ele é exposto.
Alternativa marcada:
b) Os metais não são ideais para fabricação de copos. A despeito de terem alta resistência
mecânica, são bons condutores de calor, o que não é adequado para os usuários, uma vez que
são potenciais causadores de acidentes com risco de queimaduras.
Justificativa: Resposta correta: Os metais não são ideais para fabricação de copos. A despeito de
terem alta resistência mecânica, são bons condutores de calor, o que não é adequado para os
usuários, uma vez que são potenciais causadores de acidentes com risco de
queimaduras. O copo de metal pode ficar muito quente com líquidos em altas temperaturas,
dado que os metais são bons condutores térmicos.
Distratores: Um copo pode ser fabricado de polímero, por exemplo. Se o objetivo for
acondicionar a bebida quente, qualquer polímero pode ser usado para esse processo, dado que
esse material pode resistir facilmente a altas temperaturas em virtude dos tipos de ligações
químicas. Errada, pois nem todos os polímeros têm resistência a altas temperaturas, pois podem
se decompor pela ação térmica.Outro fator importante na escolha de um material refere-se ao
tipo de deterioração das propriedades que ele poderá sofrer enquanto estiver em serviço. Suas
propriedades não são afetadas, independentemente das condições e ou/fatores ambientais a
que ele é exposto. Errada, pois os metais podem sofrer corrosão, que pode provocar a
deterioração do material e, como severas consequências, acidentes.Um fator de relevância
secundária é o econômico. Nesse sentido, a empresa ou instituição que propõe desenvolver um
novo material de engenharia não necessita apurar o lucro dos produtos de venda com base nos
insumos necessários para a fabricação e desenvolvimento.   Errada, pois o fator de maior
relevância é, provavelmente, o econômico.O processo de seleção de materiais envolve uma
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análise somente das propriedades físicas do material a ser escolhido. As propriedades químicas
são irrelevantes para as aplicações na engenharia, pois são desconsideradas as interações
químicas desse material com o meio ambiente.  Errada, pois a tomada de decisão envolve o
estudo das propriedades físicas (ex.: resistência mecânica) e químicas (resistência à corrosão,
decomposição química etc.).
2  Código: 35410 - Enunciado: Fase é um sistema cujo volume é fisicamente homogêneo e que
apresenta uma interface que o separa mecanicamente de quaisquer outras fases presentes.
Macroscopicamente, observa-se apenas uma fase, que tem caráter homogêneo e características
físicas e químicas uniformes, é a porção homogênea de um sistema. As ligas podem ser
monofásicas ou polifásicas. Uma fase tem a mesma estrutura ou arranjo atômico, a composição
química e propriedades muito semelhantes e uma superfície de separação, uma área de fronteira
entre a própria fase e as fases vizinhas. Fato de importante relevância é que uma fase pode ser
constituída por um único componente ou por múltiplos componentes. Considerando as
características do diagrama de fases, pode-se afirmar que:
 a) Em termos macroscópicos, um sistema está em equilíbrio quando suas características
mudam com o tempo e com a temperatura.
 b) As principais definições em um diagrama de fases são componente, sistema e
microestrutura, estrutura cristalina e estado físico.
 c) O limite de solubilidade informa a concentração mínima de átomos de soluto que podem
ser dissolvidas no solvente para formar uma solução sólida.
 d) Um diagrama de fases é um “mapa” que mostra quais fases são as mais estáveis nas
diferentes composições, temperaturas e pressões.
 e) A microestrutura dos materiais não pode ser relacionada diretamente com o diagrama de
fases, pois não há mudanças com a temperatura.
Alternativa marcada:
d) Um diagrama de fases é um “mapa” que mostra quais fases são as mais estáveis nas diferentes
composições, temperaturas e pressões.
Justificativa: Resposta correta: Um diagrama de fases é um “mapa” que mostra quais fases são
as mais estáveis nas diferentes composições, temperaturas e pressões.É um gráfico utilizado para
indicar as condições de temperatura e pressão necessárias para obter uma substância em um
determinado estado físico.
Distratores: A microestrutura dos materiais não pode ser relacionada diretamente com o
diagrama de fases, pois não há mudanças com a temperatura. Errada, pois a microestrutura pode
ser relacionada com o diagrama de fases.As principais definições em um diagrama de fases são
componente, sistema e microestrutura, estrutura cristalina e estado físico. Errada, pois as
principais definições em um diagrama de fases são componente, sistema, fase e equilíbrio. Em
termos macroscópicos, um sistema está em equilíbrio quando suas características mudam com o
tempo e com a temperatura. Errada, um sistema está em equilíbrio quando suas características
não mudam com o tempo.O limite de solubilidade informa a concentração mínima de átomos de
soluto que podem ser dissolvidas no solvente para formar uma solução sólida. Errada, pois o
limite de solubilidade informa a concentração máxima de átomos de soluto que podem ser
dissolvidas no solvente para formar uma solução sólida.
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3  Código: 35307 - Enunciado: As bebidas gaseificadas podem ser comercializadas em latas de
alumínio (metal), garrafas de vidro (cerâmico) e de plástico (polímero). Se você tem a sensação
de que seu refrigerante favorito é melhor na garrafa de vidro do que na de plástico, fique
tranquilo, pois não é frescura, mas um palpite cientificamente correto, porque:  I – O vidro é um
material impermeável e de grande inércia química, ou seja, demora anos para interagir
quimicamente com o conteúdo.II - A não condutibilidade térmica do material cerâmico conserva
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valores importantes da qualidade sensorial.III – O vidro é translúcido e por isso nãoé
recomendável para acondicionar materiais que sejam sensíveis a radiação UV. 
Está correto apenas o que se afirma em:
 a) I, II e III.
 b) I e III.
 c) I.
 d) II e III.
 e) I e II.
Alternativa marcada:
b) I e III.
Justificativa: Resposta correta: I e III.I está correta, pois o vidro não apresenta alta reatividade à
maioria dos compostos químicos e, além isso, é um material que não permite a passagem de
água e demais solventes.II está incorreta, pois os materiais cerâmicos são condutores térmicos.
Por isso, esse material é usado em altos fornos da indústria siderúrgica e em refratários de louças
domésticas. III está correta, pois, por serem translúcidos, permitem a passagem de luz UV, que
pode degradar materiais sensíveis a este catalisador, tais como, reagentes químicos e alimentos.
4  Código: 35227 - Enunciado: "O ônibus espacial usa um sistema de proteção térmica elaborado
para proteger os astronautas, em seu interior, do calor da reentrada na atmosfera terrestre.
Durante a reentrada, o ônibus espacial atinge uma velocidade tão alta quanto 27.350 Km/h. Os
materiais, na parte externa do ônibus espacial, passam, rapidamente, de temperaturas no espaço
próximas ao zero absoluto, para temperaturas tão elevadas quanto 1.650°C. Na parte externa do
ônibus espacial, são utilizados materiais que visam fornecer um excelente isolamento térmico.
No entanto, o nariz do ônibus espacial e o bordo de ataque das asas sofrem o maior aquecimento
durante a reentrada. O material usado para essas áreas é altamente especializado devido à sua
habilidade única de conduzir em uma direção e de isolar em outra." (Fonte: NEWELL, J.
Fundamentos da moderna engenharia e ciências dos materiais. Rio de Janeiro: LTC, 2010.) 
Com base no exposto,  marque a alternativa que apresenta corretamente a categoria do material
 utilizado no nariz do ônibus espacial.
 a) Compósitos.
 b) Cerâmicas avançadas.
 c) Madeira.
 d) Ligas metálicas.
 e) Polímeros.
Alternativa marcada:
b) Cerâmicas avançadas.
Justificativa: Resposta correta: Cerâmicas avançadas. Correta, pois na cerâmica avançada, os
materiais são produzidos a partir de matérias-primas com muita pureza, como  óxidos,
compostos de Boro, nitretos, óxidos. O produto final apresenta características superiores, como a
alta capacidade de resistir a temperaturas elevadas, capazes de fundir o aço, além da resistência
a grande parte dos corrosivos químicos.
Distratores: Compósitos. Errada. É uma característica típica de uma cerâmica
avançada. Polímeros. Errada. Polímeros de alta densidade não possuem característica isolantes e
ao mesmo tempo resistentes a uma imensa amplitude de temperatura. Em altas temperaturas o
material iria se degradar.   Ligas metálicas. Errada. Ligas metálicas não funcionam como isolantes
térmico tampouco como isolantes elétricos. Madeira. Errada. Madeira não são resistentes a altas
temperaturas como as descritas no texto.
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5  Código: 35411 - Enunciado: O sistema isomorfo binário — também conhecido como ligas
isomorfas — é o mais simples dos sistemas, normalmente com dois componentes. O diagrama
indica quais fases estão presentes em qualquer temperatura e composição. Isso quer dizer que
uma liga metálica é um sistema heterogêneo, já que depende amplamente destas duas
variáveis.Considerando as características do diagrama de fases de ligas isomorfas, pode-se
afirmar que:
 a) Se as linhas solidus e liquidus coincidissem, não haveria uma alteração das fases,
considerando o sistema em equilíbrio. 
 b) Para um sistema binário com composição e temperatura conhecidos, três tipos de
informações estão disponíveis: as fases que estão presentes, as composições dessas fases e as
frações das fases.
 c) Um diagrama de fases cuja solução é isomorfa de dois componentes A e B, admite-se que
o componente A é insolúvel em B  e o componente B é insolúvel em A.
 d) A definição de isomorfo nos processos de transformações de fases surge em virtude de os
componentes apresentarem solubilidade parcial tanto no estado líquido como no estado sólido.
 e) São sistemas de solubilidade parcial entre os componentes químicos A e B e B e A, onde
assume-se que a taxa de resfriamento é pequena para permitir o equilíbrio térmico da liga. 
Alternativa marcada:
b) Para um sistema binário com composição e temperatura conhecidos, três tipos de
informações estão disponíveis: as fases que estão presentes, as composições dessas fases e as
frações das fases.
Justificativa: Resposta correta: Para um sistema binário com composição e temperatura
conhecidos, três tipos de informações estão disponíveis: as fases que estão presentes, as
composições dessas fases e as frações das fases.As fases, composições e frações das fases são
essenciais para quantificar as composições e quantidades relativas das fases e componentes. 
Distratores: A definição de isomorfo nos processos de transformações de fases surge em virtude
de os componentes apresentarem solubilidade parcial tanto no estado líquido como no estado
sólido. Errada, pois a definição de isomorfo surge em virtude de os componentes apresentarem
solubilidade total e não parcial.São sistemas de solubilidade parcial entre os componentes
químicos A e B e B e A, onde assume-se que a taxa de resfriamento é pequena para permitir o
equilíbrio térmico da liga. Errada, pois são sistemas de solubilidade total entre os componentes
químicos A e B e B e A.Um diagrama de fases cuja solução é isomorfa de dois componentes A e B,
admite-se que o componente A é insolúvel em B  e o componente B é insolúvel em A. Errada,
pois, em um diagrama de fases cuja solução é isomorfa de dois componentes A e B, admite-se
que o componente A é solúvel em B.Se as linhas solidus e liquidus coincidissem, não haveria uma
alteração das fases, considerando o sistema em equilíbrio.  Errada, pois se as linhas solidus e
liquidus coincidissem, uma alteração da temperatura de uma mistura de duas fases alteraria o
número de fases em equilíbrio de dois para um.
6  Código: 35308 - Enunciado: O tempo de vida útil dos materiais de engenharia, tais como
cerâmicas, polímeros e metais, tem relação direta com os fatores ambientais aos quais estão
suscetíveis. Nesse contexto, leia as afirmações a seguir sobre os materiais de engenharia.
I. Os materiais metálicos possuem grande número de elétrons livres e por isso não conduzem
corrente elétrica. II. Os polímeros sofrem degradação de forma distinta dos metais. Por tratar-se
de uma molécula orgânica, podem ser solubilizadas e ou dissolvidas por solventes orgânicos. III.
A meta de projeto de um compósito consiste em se atingir uma combinação de propriedades que
não é exibida por qualquer material isolado e, também, incorporar as melhores características de
cada um dos materiais componentes. IV. A corrosão é definida como ataque destrutivo e não
intencional de um metal; esse ataque é eletroquímico e começa, normalmente, na superfície do
material metálico. 
Está correto apenas o que se afirma em:  
 a) I, II, III e IV  estão corretas.
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 b) I e II estão corretas.
 c) I, II e IV estão corretas.
 d) II, III e IV estão corretas.
 e) I, II e III  estão corretas.
Alternativa marcada:
d) II, III e IV estão corretas.
Justificativa: Resposta correta: II, III e IV estão corretas.II. Os polímeros sofrem degradação de
forma distinta dos metais. Por tratar-se de uma molécula orgânica, podem ser solubilizadas e ou
dissolvidas por solventes orgânicos. Correta. Os polímeros sofrem degradação via solubilização
por solvente orgânico, queima, dentre outros processos, diferentemente dos metais que podem
se degradar via corrosão. III. A meta de projeto de um compósito consiste em se atingir uma
combinação de propriedades que não é exibida por qualquer material isolado e, também,
incorporar as melhores características de cada um dos materiais componentes. Correta. Os
materiais isoladamente não possuem as propriedades desejadas.IV. A corrosão é definida como
ataque destrutivo e não intencional de um metal; esse ataque é eletroquímicoe começa,
normalmente, na superfície do material metálico. Correta. A corrosão pode degradar o material
em condições adversas àquela desejada.
Distrator:I. Os materiais metálicos possuem grande número de elétrons livres e por isso não
conduzem corrente elétrica. Incorreta. De acordo com a “Teoria do Mar de Elétrons”, os metais
conduzem corrente elétrica e calor por terem um grande número de elétrons livres.
7  Código: 35569 - Enunciado: Os materiais estão mais enraizados em nossa cultura do que a
maioria de nós se dá conta. Seja nos transportes, habitação, vestuário, comunicação, recreação e
produção de alimentos — praticamente todos os seguimentos de nosso cotidiano são
influenciados, em maior ou menor grau, pelos materiais. Nesse sentido, desde os primórdios até
os mais modernos processos de escolha de materiais aplicáveis à nossa rotina, faz-se necessário
o estudo das ciências dos materiais na engenharia como importante ferramenta na tomada de
decisão sobre qual material um engenheiro deve usar.Considerando as propriedades dos
materiais, pode-se inferir que:
 a) A condução de corrente elétrica nos metais é justificada pela movimentação de elétrons
na estrutura metálica. Essa movimentação é explicada pela teoria do mar de elétrons.
 b) Material multifásico cujas propriedades sejam uma combinação benéfica (sinergia) das
propriedades das duas ou mais fases que o constituem, onde não há relação direta com as
ligações químicas formadas.
 c) A variação das propriedades das cerâmicas está diretamente relacionada, também, à
variação das ligações que vão de puramente iônica até totalmente metálica.
 d) A maleabilidade dos metais é uma propriedade que, junto à ductilidade, apresenta os
corpos ao serem moldados por deformação, justificadas pelo deslizamento de átomos cujas
ligações são de natureza covalente.
 e) A inércia química e dureza elevada dos polímeros fluorados, como o Teflon (flúor e
hidrogênio na estrutura), possuem forças intermoleculares do tipo Forças de London.
Alternativa marcada:
a) A condução de corrente elétrica nos metais é justificada pela movimentação de elétrons na
estrutura metálica. Essa movimentação é explicada pela teoria do mar de elétrons.
Justificativa: Resposta correta: A condução de corrente elétrica nos metais é justificada pela
movimentação de elétrons na estrutura metálica. Essa movimentação é explicada pela teoria do
mar de elétrons.Segundo essa teoria, os metais ficam unidos em razão da existência de uma
quantidade muito grande de elétrons livres, que permite a condução de corrente.
Distratores: A inércia química e a dureza elevada dos polímeros fluorados, como o Teflon (flúor e
hidrogênio na estrutura), possuem forças intermoleculares do tipo Forças de London. Errada,
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pois as forças intermoleculares das quais átomos de hidrogênio e flúor participam são as ligações
de hidrogênio.A variação das propriedades das cerâmicas está diretamente relacionada,
também, à variação das ligações que vão de puramente iônica até totalmente metálica. Errada,
pois as ligações químicas variam desde puramente iônica até totalmente covalente.Material
multifásico cujas propriedades sejam uma combinação benéfica (sinergia) das propriedades das
duas ou mais fases que o constituem, em que não há relação direta com as ligações químicas
formadas. Errada, pois a combinação de dois ou mais materiais forma ligações químicas em
quantidades e tipos diferentes dos materiais que existiam separadamente.A maleabilidade dos
metais é uma propriedade que, junto à ductilidade, apresenta os corpos ao serem moldados por
deformação, justificadas pelo deslizamento de átomos cujas ligações são de natureza covalente. 
Errada, pois os deslizamentos dos átomos ocorrem por conta da existência das ligações
metálicas entre os átomos dos metais.
8  Código: 35409 - Enunciado: "Segundo o DNPM, o titânio (Ti) é o nono elemento mais abundante
da terra. É um elemento litófilo e tem uma forte afinidade por oxigênio, o que faz com que a
maior parte do titânio na litosfera esteja na forma de óxido. As crostas oceânicas e continentais
contêm em torno de 8.100 ppm e 5.300 ppm de titânio, respectivamente. O titânio é um metal de
brilho prateado, mais leve do que o ferro, quase tão forte quanto o aço, e quase tão resistente à
corrosão como a platina. No campo industrial o titânio é usado principalmente sob forma de
óxido, cloreto e metal."  (Fonte: Disponível em: http://www.dnpm.gov.br/dnpm/paginas/balanco-
mineral/arquivos/balanco-mineral-brasileiro-2001-titanio. Acesso em: 5 maio
2019.)Considerando as características do titânio, pode-se afirmar que:
 a) Ligas de titânio que apresentam alumínio como maior elemento de liga apresentam boa
tenacidade, porém resistência baixa à alta temperatura.
 b) A tenacidade ao impacto das ligas de titânio pode ser considerada boa, com uma
resistência à fadiga muito boa.
 c) São necessárias altas concentração de vanádio e molibdênio para aumentar a
tenacidade, a resistência a fluência e a soldabilidade.
 d) As ligas de titânio apresentam módulos de elasticidade maiores que os das ligas de
alumínio e de magnésio e maiores do que os dos aços.
 e) Diminuindo o teor de alumínio e adicionando estanho e zircônio mantém-se a resistência
do material.
Alternativa marcada:
b) A tenacidade ao impacto das ligas de titânio pode ser considerada boa, com uma resistência à
fadiga muito boa.
Justificativa: Resposta correta: A tenacidade ao impacto das ligas de titânio pode ser
considerada boa, com uma resistência à fadiga muito boa.A tenacidade ao impacto das ligas de
titânio pode ser considerada boa, com uma resistência à fadiga muito boa devido à adição dos
elementos de liga.
Distratores: Ligas de titânio que apresentam alumínio como maior elemento de liga apresentam
boa tenacidade, porém resistência baixa à alta temperatura. Errada, pois a resistência à
temperatura é moderada.Diminuindo o teor de alumínio e adicionando estanho e zircônio
mantém-se a resistência do material. Errada, pois deve-se aumentar, e não diminuir o teor de
alumínio.São necessárias altas concentração de vanádio e molibdênio para aumentar a
tenacidade, a resistência a fluência e a soldabilidade. Errada, pois pequenas quantidades de
vanádio e molibdênio são necessárias para produzir essas características.As ligas de titânio
apresentam módulos de elasticidade maiores que os das ligas de alumínio e de magnésio e
maiores do que os dos aços.  Errada. As ligas de titânio apresentam módulos de elasticidade
maiores do que as de alumínio e magnésio e menores do que os dos aços.
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