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Propriedades dos Materiais

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· ergunta 1
0 em 1 pontos
	
	
	
	O coeficiente de expansão linear de um material faz parte da compreensão da expansão ou contração de um material sólido, que dilata ao ser submetido a um aumento de temperatura e contrai quando resfriado. Dessa forma, esse fenômeno está presente em nossos dias em diversas aplicações, principalmente na área da engenharia.
A respeito dos exemplos do fenômeno do coeficiente de expansão linear, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
I. ( ) Os fios utilizados na transmissão de corrente elétrica são sempre maiores que a distância entre os postes, pois se fosse utilizado a distância exata os fios poderiam se romper em dias frios, devido à sua contração.
II. ( ) O termômetro de mercúrio é um exemplo de expansão térmica linear devido à sua variação de temperatura no termômetro for inversamente proporcional a dilatação do mercúrio, que favorece a dilatação dentro do tubo capilar.
III. ( ) A utilização de juntas de dilatação nos trilhos de trens decorre do fato de o metal se contrair e dilatar durante as amplitudes térmicas do dia e da noite.
IV. ( ) Os fios  utilizados na transmissão de corrente elétrica são sempre maiores que a distância entre os postes, pois se fosse utilizado a distância exata os fios poderiam se romper em dias frios, devido à sua dilatação.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, V, F.
 
	Resposta Correta:
	 
V, F, V, F.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A sequência está incorreta, pois a temperatura do termômetro de mercúrio apresenta uma relação diretamente proporcional à dilatação do mercúrio, e os fios de cobre são prolongados devido à contração que o metal sofre nos períodos frios. Além disso, os fios de cobre utilizados na transmissão de corrente elétrica sempre são maiores do que a real distância, pois em dias frios o fio se contrai e reduz seu tamanho.
	
	
	
· Pergunta 2
0 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“Junta de dilatação é um dos elementos que compõem a superestrutura a superestrutura das pontes e viadutos rodoviários, esta apresenta espaço a ser ou não preenchido por material elástico, que possui a função de absorver os movimentos provocados por dilatações e retrações dos materiais envolventes. São aplicadas em diversas obras da construção civil.”
CAMPOS, I. Estudo de juntas de dilatação em pontes e viadutos, e suas melhorias na aplicação e uso . In : SIMPÓSIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, DIDÁTICA E DE AÇÕES SOCIAIS DE EXTENSÃO DA FEI, 9., 2019, São Bernardo do Campo. Anais [...]. São Bernardo do Campo: Faculdade de Engenharia Industrial, 2016. p. 1.
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. O fenômeno discutido no trecho acima diz respeito à dilatação e contração que os materiais sofrem quando submetidos a variações de temperaturas.
Pois:
II. A expansão térmica descreve a habilidade dos materiais em transferir energia térmica após um estímulo externo de variação de temperatura.
A seguir, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, sendo que a II é uma justificativa correta da I.
	Resposta Correta:
	 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A asserção I é verdadeira, já que o fenômeno discutido no excerto refere-se à dilatação e contração dos materiais quando submetidos a variações de temperaturas. Porém, a asserção II é falsa, uma vez que a habilidade dos materiais em transferir energia térmica, após receber um estímulo externo de variação de temperatura, refere-se à condutividade térmica.
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	O conhecimento sobre as propriedades dos materiais se torna fundamental para a seleção correta do material em determinada aplicação. Assim, as propriedades dos materiais podem ser físicas, térmicas, elétricas, de fabricação, químicas, magnéticas, ópticas e mecânicas.
 
A respeito das propriedades dos materiais, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
I.( ) A expansão térmica, condutividade elétrica e resistividade são exemplos de propriedades elétricas dos materiais.
II.( ) A conformabilidade e a usinabilidade fazem parte das propriedades de fabricação de um determinado material.
III.( ) Dentre as propriedades mecânicas dos materiais, pode-se citar a resistência à tração e à compressão.
IV.( ) A tensão de ruptura, o módulo de Young e a densidade dizem respeito às propriedades físicas do material.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
F, V, V, F.
	Resposta Correta:
	 
F, V, V, F.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sequência está correta, pois a expansão térmica, como o nome sugere, é uma propriedade térmica do material e a tensão de ruptura, o módulo de Young, a resistência à tração e à compressão são propriedades mecânicas. Além disso, a conformabilidade e a usinabilidade fazem parte do grupo de propriedades de fabricação e conferem a capacidade do material de se conformar nos processos de fabricação bem como de ser usinado, respectivamente.
	
	
	
· Pergunta 4
0 em 1 pontos
	
	
	
	Os materiais que são bons condutores térmicos apresentam arranjo atômico que tem a capacidade de transferir calor até que todo o objeto entre em equilíbrio térmico. Além disso, estes bons condutores apresentam alto valor de condutividade térmica enquanto os materiais isolantes apresentam baixos valores de condutibilidade térmica.
Neste sentido, sobre a aplicabilidade dos materiais no dia a dia, analise as afirmativas a seguir:
I. Ao comprar um refrigerante que deve ser resfriado rapidamente e que contenha a mesma área superficial e volume, é aconselhável optar pelo material de vidro em vez do de alumínio.
II. As panelas que são utilizadas para cozinhar em sua maioria são feitas de ferro e alumínio, pois devem possuir uma ótima transmissão de calor entre a chama do fogo e o alimento a ser preparado.
III. Nos restaurantes, é comum a utilização de isopor para embalar os alimentos (marmitex), pois este material possui boa condutibilidade térmica e mantém o alimento aquecido por mais tempo.
IV. Os cabos das panelas utilizadas para cozinhar são feitos de materiais com baixa condutibilidade térmica, como a madeira e alguns tipos de polímeros.
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
II, III e IV, apenas.
	Resposta Correta:
	 
II e IV, apenas.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois ao optar por um refrigerante que resfrie rapidamente deve-se comprar o que é feito de alumínio por ser metal e possui alta condutibilidade térmica, se comparado ao vidro. Além disso, o isopor é utilizado em marmitex, por ser um isolante térmico e manter o alimento aquecido por mais tempo.
	
	
	
· Pergunta 5
1 em 1 pontos
	
	
	
	O módulo de Young (módulo de elasticidade) é uma propriedade mecânica que mede a rigidez de um material sólido, procedimento muito importante na seleção de materiais para projetos. Os materiais utilizados na indústria aeronáutica em sua maioria devem ser leves e possuir excelentes propriedades mecânicas. A figura abaixo expõe a relação entre o módulo de elasticidade e a densidade de diferentes tipos de materiais.
Figura - Diagrama do módulo de Young pela densidade com indicação do material
Fonte: Ashby (2012, p. 55).
ASHBY, M. F. Seleção de Materiais no Projeto Mecânico . 4. ed. Campus, 2012.
Com base no apresentado, analise as alternativas e compare-as, assinalando a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Pode-se utilizar ligas de alumínio para aplicações aeronáuticas devido a seu alto módulo de elasticidade e baixa densidade em comparação com os demais metais.
	Resposta Correta:
	 
Pode-se utilizar ligas de alumínio para aplicações aeronáuticasdevido a seu alto módulo de elasticidade e baixa densidade em comparação com os demais metais.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois as ligas de alumínio possuem excelentes propriedades mecânicas, principalmente resistência à fadiga, que se caracteriza por forças cíclicas devido à diferença de pressão no avião. Além disso, as ligas de alumínio possuem baixa densidade quando comparadas aos demais metais, sendo ideal o seu uso para fins aeronáuticos.
	
	
	
· Pergunta 6
0 em 1 pontos
	
	
	
	Nas pontes e viadutos, é comum a utilização das juntas de dilatação (ver figura abaixo), devido ao tráfego de veículos que faz com que as estruturas de concreto se movimentam e acabam se chocando. Tais juntas também são utilizadas para controlar a dilatação térmica que o concreto sofre a fim de evitar trincas e fissuras, que ocasiona acidentes.
Figura - Junta de dilatação
Fonte: Michiel1972 / Wikimedia Commons.
 
Com base no apresentado, assinale a alternativa que melhor representa o fenômeno descrito acima:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O fenômeno que as pontes de concreto apresenta, no que diz respeito à sua dilatação e contração, está relacionado com o coeficiente de expansão linear e possui relação direta com a densidade do material.
	Resposta Correta:
	 
Dentre outras aplicações, a utilização de juntas de dilatação deve-se ao fenômeno de expansão linear que corresponde à habilidade do material se dilatar e contrair e assim evitar o aparecimento de trincas e fissuras.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A sua resposta está incorreta, pois a junta de dilatação deve ser utilizada para controlar efeitos da expansão linear térmica e não da condutividade térmica da matéria. Assim sendo, a expansão linear não possui relação direta com a densidade do material e sim com a temperatura inicial e final do material, bem como seu comprimento inicial e final, além do coeficiente α inerente a cada tipo de material. As tensões térmicas não controladas por juntas de dilatação provocam a deformação plástica do material e sua ruptura enquanto que o fenômeno de aspersão térmica é utilizado em pinturas de materiais, totalmente diferente da aplicação questionada acima.
	
	
	
· Pergunta 7
1 em 1 pontos
	
	
	
	A condutividade térmica é uma característica importante e deve ser levada em consideração ao selecionar um determinado material. O nosso dia a dia está cercado de materiais com diversas aplicabilidades envolvendo o calor, isto é, podemos utilizar materiais que apresentam facilidade na transferência de calor e outros que possuem dificuldade na sua transmissão. A tabela abaixo apresenta a condutividade térmica de alguns materiais.
 
Tabela 1 - Materiais e suas propriedades térmicas
	Material
	Condutividade térmica [W/m. K]
	Cobre
	398
	Nylon 6,6
	0,24
	Ouro
	315
	Polipropileno
	0,12
Fonte: Adaptada de Callister (2018).
CALLISTER JUNIOR, W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e engenharia de materiais : uma introdução. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que está de acordo com os conceitos da condutividade térmica dos materiais:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O fenômeno da condução de calor nos materiais sólidos ocorre através do transporte do calor pelos elétrons livres, razão pela qual nos metais puros a condutividade térmica é mais elevada em comparação com materiais não metálicos.
	Resposta Correta:
	 
O fenômeno da condução de calor nos materiais sólidos ocorre através do transporte do calor pelos elétrons livres, razão pela qual nos metais puros a condutividade térmica é mais elevada em comparação com materiais não metálicos.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois os elétrons livres são responsáveis pela rápida transmissão de calor presente nos metais, enquanto nos materiais não metálicos o número de elétrons livres é menor e isto acaba dificultando a propagação de calor pelo material.
	
	
	
· Pergunta 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	O projetista mecânico de uma empresa desenvolveu um suporte que deverá ser implantado em um determinado produto. Para isto, um pino foi feito em aço 1020 e um anel foi feito em latão (mostarda). O projetista elaborou o protótipo, mas na hora de testar viu que o diâmetro do pino estava dois décimos de milímetro maior que o diâmetro interno do anel de latão, conforme figura abaixo. Dados:  ;  =  . 
 Figura - Protótipo do pino e anel
Fonte: Elaborada pelo autor.
Assinale a alternativa que indique o melhor a ser feito para que o projetista teste o protótipo:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O projetista deve aquecer o anel para que ele se dilata, aumentando suas dimensões, inclusive o diâmetro, além de manter o pino na temperatura ambiente.
	Resposta Correta:
	 
O projetista deve aquecer o anel para que ele se dilata, aumentando suas dimensões, inclusive o diâmetro, além de manter o pino na temperatura ambiente.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois como a diferença é de apenas dois décimos de milímetros, o projetista deve aquecer o anel, uma vez que o coeficiente de expansão térmica do latão é maior que o do aço, o que significa que com o aquecimento o anel aumentará suas dimensões, facilitando o encaixe do pino no protótipo.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os materiais devem passar por uma série de análises antes de serem selecionados para uma determinada aplicação e, para que isto ocorra, o engenheiro deve atender a diversos critérios que são dispostos sequencialmente a fim de auxiliá-lo na correta seleção do material
Neste sentido, assinale a alternativa que indica os passos ao selecionar um determinado material:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Primeiramente, deve-se listar as restrições e objetivos do projeto e depois realizar uma triagem dos materiais; em seguida, deve-se classificá-los com a capacidade de atender aos requisitos e finalizar com a verificação do histórico de falhas daquele material.
	Resposta Correta:
	 
Primeiramente, deve-se listar as restrições e objetivos do projeto e depois realizar uma triagem dos materiais; em seguida, deve-se classificá-los com a capacidade de atender aos requisitos e finalizar com a verificação do histórico de falhas daquele material.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois se deve saber a aplicação à qual o material estará submetido e, para isso, devem-se criar as restrições (propriedades mecânicas, densidade, custo etc.) e estabelecer os objetivos do projeto. O propósito é realizar uma triagem posterior dos materiais e classificá-los sempre em ordem de prioridades e, por fim, deve-se verificar o histórico daquele determinado material utilizado em projetos anteriores.
	
	
	
· Pergunta 10
0 em 1 pontos
	
	
	
	Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio que possuem 600 mL são mantidas em um refrigerador por duas horas com o objetivo de observar qual dos dois líquidos ficará mais frio. Ao retirá-las do refrigerador com as mãos a temperatura de 30ºC, tem-se a sensação de que a lata de suco está mais fria que a garrafa.
 Assinale a alternativa que melhor justifica o fenômeno acima:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O fato pode ser explicado pela condutividade térmica, ou seja, o alumínio possui maior condutividade térmica que o vidro, consequentemente, sente-se a lata mais fria, apesar de ambas estarem na mesma temperatura para um mesmo tempo estipulado.
	Resposta Correta:
	 
 O fato pode ser explicado pelo conceito de condutividade térmica, ou seja, o alumínio do qual é constituído a lata possui maior condutividade térmica que o vidro, de que por sua vez é feito a garrafa, razão pela qual sente-se a lata mais fria nas mãos.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A sua resposta está incorreta, pois a condutividade térmica do vidro é mais baixa que a do alumínio. Além disso, para um mesmo período, o líquido presente no alumínio está mais frio que o presente no vidro devidoà alta taxa de troca de calor ocorrida na lata de alumínio. A garrafa e a lata não estão na mesma temperatura devido à diferença de condutividade térmica presente nos materiais, sendo que a temperatura das mãos não influencia em nada no processo. Por fim, o fenômeno observado tem relação com a condutividade térmica dos materiais e não com a expansão linear.

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