prova II ciencias materiais

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28/04/2020 UNIASSELVI - Centro Universitário Leonardo Da Vinci - Portal do Aluno - Portal do Aluno - Grupo UNIASSELVI
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Acadêmico: Rodrigo Carvalho Cornelius (1638769)
Disciplina: Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24)
Avaliação: Avaliação II - Individual Semipresencial ( Cod.:638076) ( peso.:1,50)
Prova: 16809366
Nota da Prova: 6,00
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada 
1. As propriedades elétricas se relacionam fundamentalmente com as características dos elétrons nos diferentes
materiais, e dependem da sua interação com o núcleo dos átomos. Sobre as propriedades elétricas, classifique V
para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Os elétrons livres estão presentes nos materiais cerâmicos, porém estão vinculados à presença de
discordâncias, que inibem o seu movimento.
( ) Nos materiais semicondutores do tipo p, a corrente elétrica é gerada pela movimentação dos prótons,
enquanto nos semicondutores do tipo n a corrente elétrica é gerada pela movimentação dos nêutrons.
( ) Os metais condutores apresentam elétrons livres, que são responsáveis pela sua condutividade elétrica.
( ) Os polímeros apresentam elétrons livres, gerados por ligações incompletas do carbono com o hidrogênio e,
portanto, não são bons isolantes elétricos.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) V - F - F - V.
 b) F - V - V - V.
 c) V - V - F - F.
 d) F - F - V - F.
2. 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.
3. Quando tratamos de materiais para aplicações magnéticas, torna-se interessante conhecer a curva de histerese. A
histerese se caracteriza pela resistência ao realinhamento dos domínios magnéticos do material quando
invertemos a direção do campo magnético aplicado externamente. Sobre os materiais magnéticos moles, é correto
afirmar:
 a) Apresentam baixa histerese, o que implica baixo aquecimento na presença em campos magnéticos externos
alternados.
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 b) Os materiais magnéticos moles não podem ser magnetizados, ao contrário dos materiais magnéticos duros,
que são comumente aplicados em transformadores.
 c) Os materiais magnéticos moles são chamados de diamagnéticos, tais como os ímãs permanentes.
 d) Apresentam alta histerese, o que implica alto aquecimento em campos magnéticos externos alternados. São
aplicados em transformadores.
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 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 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.
 b) 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.
 c) 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.
 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.
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5. 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:
( ) As características térmicas dos polímeros se relacionam com as ligações secundárias. Como essas ligações
são fracas, o coeficiente de expansão térmica tende a ser maior comparativamente ao de outras classes de
materiais (cerâmicas e metais).
( ) As características térmicas dos polímeros se relacionam com as ligações primárias. Como essas ligações são
covalentes (fortes), o coeficiente de expansão térmicatende a ser menor comparativamente ao de outras classes
de materiais (cerâmicas e metais).
( ) O coeficiente de expansão térmica linear dos metais poliméricos apresenta relação com a magnitude das
ligações secundárias.
( ) Em um material cerâmico, a livre movimentação das cadeias gera coeficientes de expansão térmica linear
altos, visto que o movimento relativo entre as cadeias cerâmicas progressivamente a taxa expansão térmica.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - F - V - F.
 b) F - V - F - V.
 c) V - V - V - V.
 d) V - F - F - F.
6. A caracterização de materiais se torna imprescindível em algumas situações práticas. Para essa finalidade, são
utilizadas algumas técnicas, que podem ser inclusive utilizadas de forma conjunta, para obter um parecer técnico.
Sobre as técnicas de caracterização de materiais, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) O ensaio de dureza pode nos fornecer informações importantes, tais como parâmetro de rede da estrutura
cristalina.
( ) Para materiais poliméricos, o ensaio mais utilizado é a análise química por espectrometria de emissão ótica,
com a qual se determina o percentual de carbono.
( ) O ensaio de um material por difração de Raios-X permite verificarmos o seu nível de cristalinidade (nível de
ordenação de seus átomos).
( ) O ensaio de tração é do tipo destrutivo, no qual podemos determinar, dentre outras propriedades, o módulo de
elasticidade (E) do material analisado.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - V - V - F.
 b) V - V - F - V.
 c) V - F - F - F.
 d) F - F - V - V.
7. A falha por fluência é caracterizada pela ação combinada de tensão e temperatura na aplicação de um
componente em serviço. O processo ocorre em três etapas: fluência primária, secundária e terciária. A evolução
das etapas da fluência para um dado material pode ser estudada através de um gráfico de deformação em função
do tempo, obtido em ensaio de fluência. Sobre a falha por fluência, analise as seguintes sentenças:
I- A falha por fluência normalmente ocorre quando a temperatura em serviço se encontra acima de 40% da
temperatura de fusão do material.
II- A fluência só ocorre no material quando existe a formação de uma quantidade importante de fase líquida, ou
seja, em altíssimas temperaturas.
III- A falha por fluência pode ser evitada eliminando os cantos vivos presentes no componente em serviço.
IV- A fluência somente ocorre em materiais frágeis, quando combinamos tensões cíclicas com altas temperaturas.
Agora, assinale a alternativa CORRETA:
 a) As sentenças I e IV estão corretas.
 b) Somente a sentença I está correta.
 c) Somente a sentença III está correta.
 d) As sentenças II e IV estão corretas.
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8. 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) V - V - F - V.
 b) F - F - V - F.
 c) V - F - V - F.
 d) F - V - V - V.
9. A falha de um componente por fadiga pode ocorrer em um material em serviço, quando da aplicação de tensões de
forma cíclica. O processo de falha por fadiga acontece em três etapas consecutivas: nucleação da trinca,
crescimento e fratura final. Com relação à fadiga, analise as seguintes sentenças:
I- Na falha por fadiga, o material pode fraturar em tensões inferiores à sua tensão de ruptura por tração.
II- Esse tipo de falha apresenta característica frágil, mesmo em materiais dúteis.
III- A fadiga é causada pela eliminação progressiva das discordâncias, o que impede a deformação plástica,
gerando a ruptura.
IV- A presença de cantos vivos na peça inibe a propagação generalizada da trinca, inibindo a falha por fadiga.
Agora, assinale a alternativa CORRETA:
 a) As sentenças I e II estão corretas.
 b) As sentenças I, II e IV estão corretas.
 c) As sentenças II, III e IV estão corretas.
 d) As sentenças I, II e III estão corretas.
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10. As características da microestrutura dos materiais se relacionam diretamente com as propriedades mecânicas dos
metais. Sobre essas características relacionadas aos aços e ferros fundidos, classifique V para as sentenças
verdadeiras e F para as falsas:
( ) Um aço que apresenta uma maior fração de perlita (fase com lamelas alternadas de ferrita e cementita), em
detrimento da fração de ferrita, tende a apresentar maior dureza.
( ) A perlita inibe o movimento das discordâncias, consistindo em um mecanismo de aumento da resistência
mecânica pela inibição da deformação plástica.
( ) A proporção entre as fases presentes na microestrutura dos ferros fundidos não influencia na sua dureza.
( ) Quanto maior a fração de perlita, menor tende a ser a tensão de escoamento de um aço.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - F - F - V.
 b) V - V - F - F.
 c) V - F - V - F.
 d) F - V - V - V.
Prova finalizada com 6 acertos e 4 questões erradas.