1ª AVALIAÇÃO PARCIAL- AP1- CIENCIA DOS MATERIAIS

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1ª AVALIAÇÃO PARCIAL (AP1) 
Aluno (a): Código da turma: ENGP3N1 
Disciplina: CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS 
Data limite de entrega: 30/04/20 
Professor (a): Dr. Túlio Ítalo da Silva Oliveira 
Campus: Maracanaú 
 
 
 
1. Uma das razões pelas quais a Ciência/Engenharia de Materiais deve ser estudada é a 
de que seu conhecimento possibilita ao engenheiro, no seu trabalho cotidiano, lidar 
melhor com os problemas envolvendo o desenvolvimento ou a aplicação de determinado 
material ou até a escolha de um material mais adequado para cada tipo de situação. 
 
CALLISTER JUNIOR, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma 
Introdução. 7ªEdição. Rio de Janeiro: LTC EDITORA, 2016. 
 
 
Com base no texto supracitado, relate um exemplo desse tipo de problema ou 
situação e descreva-o, podendo ser um problema enfrentado como técnico, ou por 
algum profissional de empresa que trabalhe ou já tenha trabalhado. (valor: 1,0 ponto) 
 
 
CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
 
 
 
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2.O elemento magnésio, cuja massa atômica na Tabela Periódica é de 24,30 u, 
apresenta na natureza apenas três isótopos. Um desses isótopos possui massa igual a 
24 u e é encontrado na natureza com abundância de 79%. Já o isótopo de massa igual a 
25 u possui uma abundância de 10%. Qual é a massa do terceiro isótopo, em u, o qual 
apresenta abundância de 11%? (valor: 1,0 ponto) 
 
3. O Índio (In) possui propriedades fisico-químicas distintas de qualquer outro metal com 
a capacidade de "molhar", ou seja, de revestir por fricção do metal ou liga (alto teor) 
fundida, superfícies de vidros, micas, quartzos, cerâmicas vítreas e certos óxidos 
metálicos. Retém também a sua flexibilidade e maleabilidade até temperaturas próximas 
do zero absoluto, o que o torna ideal, por exemplo, para ser usado como vedação em 
equipamentos criogênicos e/ou a vácuo. o índio tem dois isótopos de ocorrência natural: 
113In, com um peso atômico de 112, 904 uma; e 115In, com um peso atômico de 114, 
904 uma. 
 
PUC-RIO. CAPÍTULO 2: O elemento químico Índio. 2018. Disponível em: 
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/4774/4774_3.PDF. Acesso em: 06 mar 2019. 
 
 
Conforme o texto supracitado e sabendo que o peso atômico médio do In é de 
114,818 uma, determine o valor da fração de ocorrência desses dois isótopos. (valor: 1,0 
ponto) 
 
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/4774/4774_3.PDF
 
 
 
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4. Na esteira do desenvolvimento tecnológico, a seleção de material tem contribuído 
para indicar as direções dos vetores tecnológicos e econômicos dos projetos de 
engenharia. A engenharia moderna frequentemente defronta-se com a necessidade de 
substituir o material empregado na fabricação de um produto, por outro que atenda a 
novas exigências de projeto ou da sociedade. A exigências da sociedade neste fim de 
século têm tido como principais acionadores aspectos como: necessidade de se reduzir 
consumo de energia e preservar a vida e o meio ambiente. 
 
CALLISTER JUNIOR, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma 
Introdução. 5ªEdição. Rio de Janeiro: LTC EDITORA, 2002. 
Redija um texto abordando os quatro componentes que estão envolvidos no design, 
produção e utilização dos materiais e suas respectivas relações entre esses 
componentes. (valor: 1,0 ponto) 
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5. Pesquisadores espanhóis desenvolveram um novo material, uma liga metálica de 
cobre e níquel em formato de nanoesponja. Segundo o professor do Departamento de 
Física da UAB, Jordi Sort, que dirigiu a pesquisa, "as nanoesponjas podem ser a base 
de novas memórias magnéticas em computadores e telefones celulares com muito mais 
eficiência energética que as atuais". que pode reduzir ao mínimo o gasto energético dos 
dispositivos eletrônicos, entre eles os computadores e os telefones celulares. O cobre 
consiste em dois isótopos com massa 62,96u e 64,96u e abundância isotópica de 70,5% 
e 29,5%, respectivamente. 
 
CALLISTER JUNIOR, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma 
Introdução. 5ªEdição. Rio de Janeiro: LTC EDITORA, 2002. 
 
 
 
 
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Conforme as informações acima acerca do cobre (Cu), a massa atômica do cobre 
apresenta um valor, em u, de: (valor: 1,0 ponto) 
 
6. Os materiais são usados por causa de suas boas propriedades, como o aço nos 
automóveis por causa da sua boa resistência mecânica, cobre nos condutores elétricos 
por causa da sua boa condutividade elétrica. Naturalmente, o valor de uma propriedade 
varia entre os materiais de uma mesma classe, contudo, é possível observar-se certo 
grau de correlação entre as classes de materiais e as propriedades. 
Diante da exposição textual, associe a coluna da esquerda com a da direita no 
que diz respeito às propriedades dos materiais (valor: 1,0 ponto) 
 
(1) Metais ( ) Materiais tradicionais que tiveram suas 
propriedades aperfeiçoadas para atender 
determinada aplicação. 
(2) Polímeros ( ) Possuem alta densidade, alta ductilidade, boa 
resistência à fratura e baixa resistência à 
corrosão. 
(3) Cerâmicas ( ) Possuem uma combinação de propriedades 
que não seria possível obter com um único tipo 
de material. 
(4) Compósitos ( ) Compostos por cadeias de compostos 
orgânicos que se repetem. 
(5) Materiais 
Avançados 
( ) São duros e frágeis. Possuem baixa 
condutividade térmica e elétrica. 
 
7. Todos os átomos de elementos metálicos apresentam elétrons livres, que não 
pertencem a nenhum átomo em particular, nas últimas camadas eletrônicas. São 
relativamente duros e resistentes, contudo, dúcteis e resistentes à fratura, o que 
favorece sua ampla utilização em aplicações estruturais. Alguns metais possuem 
propriedades magnéticas interessantes. 
 
CALLISTER JUNIOR, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma Introdução. 7ªEdição. Rio de 
Janeiro: LTC EDITORA, 2016. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Diante o exposto, identifique, conceitue e exemplifique as propriedades dos metais 
favorecidas pelos elétrons livres: (valor: 1,0 ponto) 
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8.“São materiais compostos por macromoléculas, que são cadeias compostas pela 
repetição de uma unidade básica, chamada mero, formada a partir de monômeros. 
Dependendo deste tipo (estrutura química), do número médio de meros por cadeia e do 
tipo de ligação covalente, pode-se dividir em três grandes classes: plásticos, borrachas 
(ou elastômeros) e fibras. 
Uma classificação mais abrangente cita ainda os revestimentos, os adesivos, as 
espumas e as películas. Muitos destes compostos são variações e/ou desenvolvimentos 
sobre moléculas já conhecidas podendo ser divididos em quatro diferentes 
classificações: quanto à estrutura química; ao método de preparação; ao comportamento 
mecânico e quanto ao desempenho mecânico.” 
CALLISTER JUNIOR, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma 
Introdução.7ªEdição. Rio de Janeiro: LTC EDITORA, 2016. 
 
De acordo com a definição supracitada e a Figura 01, redija um texto abordando os 
seguintes quesitos: (a) identifique o tipo de composto que se associa a esta 
conceituação e (b) descreva as principais diferenças dos materiais listados abaixo, com 
ênfase nas 02 propriedades relevantes para identificar as aplicabilidades na indústria 
como matéria-prima. (valor: 1,0 ponto) 
Figura 01 – Ilustração dos compostos com suas respectivas fórmulas estruturais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: CALLISTER JUNIOR (2016). 
 
 
 
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9. A adubação de cana-de-açúcar, batata, arroz e outras culturas com silício tem 
ajudado a melhorar a produtividade e a qualidade da colheita. “O primeiro passo para 
conseguir fazer esse estudo é aplicar uma fonte enriquecida em um dos isótopos de 
silício, chamado de traçador, com composição isotópica diferente do natural”, diz o 
professor José Albertino Bendassolli, do Laboratório de Isótopos Estáveis do Cena, 
coordenador da pesquisa. 
Os isótopos são átomos de um mesmo elemento químico que se diferenciam pelo 
número de massa, ou seja, a quantidade de prótons e nêutrons presentes no núcleo. O 
número de prótons caracteriza, por exemplo, o nitrogênio, o carbono, o enxofre ou o 
silício, enquanto a variação no número de nêutrons distingue os isótopos de cada um 
deles. Esses isótopos respondem pelas pequenas diferenças nas propriedades físicas 
de um mesmo elemento químico. 
PESQUISA FAPESP. Por dentro da Planta. 2018. Disponível em: 
http://revistapesquisa.fapesp.br/2018/03/01/por-dentro-da-planta/. Acesso em: 06 
mar 2019. 
A Tabela 01 mostra a massa atômica e a abundância dos isótopos naturais do 
silício (Si). De acordo com esses dados, encontre o valor da massa atômica do Si. (valor: 
1,0 ponto) 
 
Tabela 01 – Isótopos do Silício e as repectivas abundâncias e massa atômica. 
 
Isótopo Abundância (%) Massa atômica (u.m.a) 
28Si 92,23 27,9769 
29Si 4,68 28,9765 
30Si 3,09 29,9738 
Fonte: QUIMICA NOVA (2017). 
http://revistapesquisa.fapesp.br/2018/03/01/por-dentro-da-planta/
 
 
 
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10. A engenharia de materiais possui um novo objeto de estudo: no final de 2015, 
descobriu-se na North California State University, uma nova forma alotrópica do 
carbono, o Q-carbono. O Q-carbono foi produzido artificialmente e possui dureza maior 
do que o diamante, tendo uso potencial em brocas para extração de petróleo, por 
exemplo. 
Em 1985 os químicos descobriram uma terceira estrutura alotrópica do carbono, o 
fulereno, também chamada de buckminsterfullerno, em homenagem ao arquiteto R. 
Buckminster Fuller, cujos domos são semelhantes ao fulereno, conforme a Figura 02. 
 
QUIMICA COM ENGENHARIA. 2018. Disponível em: 
http://quimicacomengenharia.blogspot.com/2016/05/a-alotropia-do-carbono.html. 
Acesso em 06 mar 2019. 
 
Figura 02 – Estruturas possíveis do carbono. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: QUIMICA COM ENGENHARIA (2016). 
 
 
http://quimicacomengenharia.blogspot.com/2016/05/a-alotropia-do-carbono.html
 
 
 
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Considerando o texto supracitado, redija um texto dissertando acerca dos seguintes 
quesitos: (a) qual o fenômeno apresentado pelo carbono e identifique quais outros 
elementos apresentam este mesmo comportamento (no mínimo, 2); (b) estipule a 
tendência dos valores de diâmetro, em Ångström (Å), entre os átomos para cada formato 
apresentado, dentre 150pm, 350 pm e 700pm e (c) analise qual estrutura deveria ser 
utilizada como reforço em uma estrutura de aço 1020, com 0,20% de carbono e 
distância entre as camadas de 300 pm. (valor: 1,0 ponto) 
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