Euller Patrick Cicute 19123974

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Euller Patrick Cicute 19123974-5 
A rede cristalina é um conceito matemático e infinito em extensão. Em outras palavras, 
uma rede cristalina é um conjunto de pontos dispostos de acordo com um padrão 
periódico, ou seja, um arranjo tridimensional de pontos cuja vizinhança é idêntica. 
Portanto, essas redes são os esqueletos sobre os quais as estruturas cristalinas dos 
materiais são formadas e os átomos ou grupo de átomos estão posicionados nos pontos 
dessa rede ou próximos a eles. Com base nas estruturas dos materiais, cristalinos e não-
cristalinos, responda: 
1.a. O que é uma estrutura cristalina? 
R: O conceito de estrutura cristalina está relacionado à organização dos átomos de forma 
geométrica. 
A estrutura cristalina de um sólido é a designação dada ao conjunto de propriedades que 
resultam da forma como estão espacialmente ordenados os átomos ou moléculas que o 
constituem. Note-se que apenas os sólidos cristalinos exibem esta característica, já que ela 
é o resultado macroscópico da existência subjacente de uma estrutura ordenada ao nível 
atômico, replicada no espaço ao longo de distâncias significativas face à dimensão atómica 
ou molecular, o que é exclusivo dos cristais. 
1.b. O que é uma célula unitária? 
Célula Unitária é o menor agrupamento de átomos no espaço possuindo a simetria do 
cristal que quando repetido em todas as direções resultará a estrutura cristalina original. 
1.c. Qual a diferença entre um material cristalino de um amorfo? 
Os materiais cristalinos são caracterizados por serem formados por uma rede 
tridimensional de átomos com uma estrutura ordenada e com dispostos em posições fixas 
no espaço e de acordo com uma matriz que se repete, periódica, ao longo de grandes 
distâncias atômicas, existe uma ordem de logo alcance. 
Materiais que essa ordem atômica de longo alcance está ausente, os átomos ou moléculas 
estão desordenados no espaço, havendo ordem apenas de curto alcance; esses materiais 
são chamados de amorfos ou não-cristalinos. 
1.d. Quais os tipos de imperfeições que podemos encontrar nos materiais cristalinos? 
Defeitos pontuais 
Os defeitos pontuais são caracterizados por descontinuidades localizadas nos arranjos dos 
átomos ou íons na estrutura cristalina do material, envolvendo, normalmente: 
• A falta de um átomo ou íon em um ou mais pontos da rede cristalina, chamado de lacuna 
ou vacância. 
• A substituição de um átomo ou íon da rede cristalina por um tipo diferente de átomo ou 
íon, denominado impureza substitucional. 
• A adição de um átomo ou íon pequeno nos interstícios da rede cristalina, denominada 
impureza intersticial. 
Defeitos Lineares ou Discordâncias 
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cristal
As discordâncias são defeitos unidimensionais (defeitos lineares) em torno dos quais os 
átomos estão desalinhados, que são, geralmente, formadas durante o processo de 
solidificação do material ou quando o material sofre uma deformação permanente. Existem 
três tipos de discordâncias, são elas: em espiral (ou hélice), em aresta e mista. 
Defeitos Superficiais O último tipo de imperfeições são os defeitos superficiais. Esses 
defeitos acontecem nos contornos de grãos que separam regiões do material que possuem 
direções cristalográficas diferentes ou na superfície externa do material. O que acontece é 
que as estruturas de muitos materiais, principalmente metais e cerâmica, são compostas de 
muitos grãos (materiais policristalinos); nesses grãos, o arranjo dos átomos é praticamente 
o mesmo, como já mencionado anteriormente, sendo monocristais. Contudo, a orientação 
da estrutura cristalina é diferente para cada grão que compõe o material policristalino, pois 
nas regiões de encontro desses grãos, o “encaixe” não é perfeito, e a esse tipo de 
imperfeição damos o nome de contorno de grão. 
 
2. Muitas informações para o controle da microestrutura ou das fases presentes em um 
sistema ou liga são mostradas no chamado diagrama de fases. Os diagramas de fases são 
mapas (esquemas) úteis para prever as transformações de fases e as microestruturas 
resultantes de um determinado processo. Esses diagramas representam as relações entre 
composição, variáveis de processo (temperatura, pressão) e as fases presentes em 
condições de equilíbrio. Com base em diagrama de fase, responda: 
 
Figura 1 - Diagrama de fases ferro carbono. 
Fonte: Página 183 do livro didático. 
 
2.a. Determine as quantidades relativas de cada fase para um ponto P localizado a uma 
temperatura de 1300°C com composição inicial de 1,9%p. C. 
Co= 1,9 
Cr= 1,4 
Cs= 2,8 
Wesq = Cs – Co / Cs – Cr 
Wesq = 2,8 – 1,9 / 2,8 – 1,4 
Wesq = 0,9 / 1,4 ≈ 0,6428 
Wesq ≈ 64% 
Wdir = Co – Cr / Cs – Cr 
Wdir = 1,9 – 1,4 / 2,8 – 1,4 
Wdir = 0,5 / 1,4 ≈ 0,3571 
Wdir ≈ 36% 
 
 
2.b. Determine as quantidades relativas de cada fase para um ponto P localizado a uma 
temperatura de 800°C com composição inicial de 99,75%p. Fe. 
Cs = 0,45 
Co = 0,25 
Cr = 0,15 
Ferrita = (Cs - Co) / (Cs - Cr) 
(0,45 – 0,25) / (0,45 – 0,15) 
(0,20) / (0,30) ≈ 0,6666 
0,6666 x 100 ≈ 66,67% 
Ferrita ≈ 66,67% 
Austenita = (Co - Cr) / (Cs – Cr) 
(0,25 – 0,15) / (0,45 – 0,15) 
(0,10) / (0,30) ≈ 0,3333 
Austenita ≈ 33,33% 
 
3. Dentre as propriedades elétricas dos materiais estão a condutividade elétrica e como 
ela se aplica em materiais, que podem se comportar como condutores, isolantes ou 
semicondutores. Diretamente ligada às propriedades elétricas, estão as propriedades 
térmicas dos materiais que envolvem deste a capacidade calorífica, relacionada à energia 
térmica absorvida por um corpo, até a expansividade térmica que trata das variações de 
volume sentidas pelos materiais quando submetidos ao aumento ou à diminuição de 
temperatura. Considerando esses conceitos, responda: 
 
3.a. Ao ser estabelecida uma ddp de 50V entre os terminais de um condutor metálico, 
estabelece-se uma corrente elétrica de 5A. Qual a resistência entre os terminais? 
R = V / I 
R = 50 / 5 = 10 Ω 
3.b. O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,60% quando sua 
temperatura varia em 200ºC. Quanto vale o coeficiente de dilatação linear médio desse 
metal, em °C-1? 
ΔV = 0,006V0 
Δθ = 200º C 
 
γ = ΔV/V0Δθ 
γ = 0,006V0/V0200 
γ= 0,00003 
 
α = β/2 = γ/3 
 
α = γ/3 
α= 0,00003/3 
α= 0,00001 
α= 1x10-5 
 
 
3.c. Por um condutor de cobre, cuja resistividade vale 1,62x10-8 Ω∙m, passa uma corrente 
elétrica. O condutor tem 10 m de comprimento e área de seção 10 mm². Qual é a 
resistência desse condutor? 
R=p x l / A 
R=1,62 x 10-8 x 10 / 10 x 10-6 
R = 1,62 x 10-2 Ω ou 0,0162 Ω