A5 - Prova Final - Química Geral e Ciências dos Materiais

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 Pergunta 1 
1 em 1 pontos 
 
 Os materiais cerâmicos são amplamente utilizados no cotidiano. Por isso, faz-se 
imprescindível o conhecimento rigoroso das possíveis imperfeições presentes nos 
compostos cerâmicos e suas nuances. Dentre estas, tem-se o defeito Schottky, o 
defeito Frenkel, as impurezas e a estequiometria. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
A falta da estequiometria pode ocorrer para alguns materiais 
cerâmicos e ainda assim manter o balanço de cargas equilibrado, 
como é o caso do óxido de ferro (wustita). 
Resposta 
Correta: 
 
A falta da estequiometria pode ocorrer para alguns materiais 
cerâmicos e ainda assim manter o balanço de cargas equilibrado, 
como é o caso do óxido de ferro (wustita). 
Comentário 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, embora o cristal 
da wustita não seja estequiométrico (existe tanto Fe2+ como 
Fe3+), a compensação de cargas será realizada mediante algum 
tipo de defeito. A quantidade de defeitos nos materiais cerâmicos 
depende da temperatura de maneira análoga à dos materiais 
metálicos. 
 
 
 Pergunta 2 
1 em 1 pontos 
 
 Os compósitos com partículas grandes são utilizados como todos os três tipos de 
materiais (cerâmicos, metálicos e poliméricos). Entre eles, três exemplos cruciais 
são citados: os carbetos, o concreto e matrizes poliméricas reforçadas com negro 
de fumo. Com base nesses compostos, identifique as características particulares 
de cada um. Assinale a alternativa correta. 
 
I. Compósito com partículas grandes em que as fases matriz e dispersa são 
materiais cerâmicos. Os dois tipos comuns desse compósito são portland e 
asfáltico. 
II. Exemplo de compósitos cerâmico-metal, em que o mais usual é o cimentado. O 
WC está inserido na matriz de cobalto ou níquel, conferindo a dureza e a 
resistência ao desgaste, ao passe que a matriz de cobalto confere tenacidade. 
III. Matriz de elastômero em que partículas muito pequenas de carbono melhoram 
a tenacidade, o limite de resistência à tração e as resistências ao rasgamento. 
Esse carbono é barato, pois é proveniente da combustão de gás natural ou óleo 
com limitado suprimento de ar. 
IV. Os whiskers são monocristais finos isentos de defeitos. Uma limitação na sua 
aplicação reside no alto custo. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
I - concreto; II - carbeto; III - matriz polimérica com negro de 
fumo; IV - não se aplica à categoria. 
Resposta Correta: 
I - concreto; II - carbeto; III - matriz polimérica com negro de 
fumo; IV - não se aplica à categoria. 
Comentário 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, embora os 
termos cimento e concreto sejam incorretamente utilizados como 
sinônimos, o termo concreto refere-se a um material compósito que 
consiste em um agregado de partículas ligadas a um corpo sólido, 
que é um cimento. O carbeto mais comum é o cimentado, que é 
utilizado como uma broca de metal duro. As duras partículas de 
carbeto proporcionam a superfície de corte; entretanto, como elas 
são frágeis, a tenacidade é aumentada graças à matriz metálica 
dúctil. 
 
 
 Pergunta 3 
1 em 1 pontos 
 
 As propriedades dos compósitos de engenharia dependerão das propriedades da 
matriz, bem como das propriedades inerentes à fase dispersa. Sendo assim, faz-
se imprescindível o conhecimento de ambas as fases e as suas classificações. 
Neste contexto, analise as afirmativas a seguir: 
I. A matriz é classificada em três categorias: PMC, CMC e MMC, sendo estas 
poliméricas, cerâmicas e metálicas, respectivamente. 
II. Com relação à subclassificação, os compósitos podem ser reforçados com 
partículas, fibras e nanocompósitos. 
III. CTFDO é um acrônimo que sintetiza os diferentes tipos de influência da 
geometria da fase dispersa na matriz (concentração, tamanho, forma, distribuição 
e orientação). 
IV. No que tange à fase fibra, esta pode ser classificada em três subcategorias: 
whiskers, fibras e arames. 
Está correto o que se afirma em: 
 
Resposta Selecionada: 
I, III e IV, apenas. 
Resposta Correta: 
I, III e IV, apenas. 
Comentário 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois essas são as três 
categorias existentes. A borracha do pneu com partículas de negro 
de fumo é um exemplo de PMC; a broca de metal duro é um 
exemplo de MMC; e, finalmente, o concreto é um exemplo de 
CMC. No que tange ao acrônimo, este sintetiza bem as diferentes 
possibilidades de influência da fase dispersa na matriz. 
 
 
 Pergunta 4 
1 em 1 pontos 
 
 O tipo de ligação química depende dos elementos químicos envolvidos e de suas 
características (metais, ametais, semimetais ou hidrogênio). A seguir, são feitas 
afirmativas a respeito das ligações presentes em diferentes compostos. A partir 
disso, analise as afirmativas a seguir: 
 
I. A ligação presente no gás hidrogênio (H 2 ) é covalente. 
II. O cloreto de sódio (NaCl) apresenta uma ligação iônica entre o sódio e o cloro. 
III. O gás cloro (Cl 2 ) apresenta duas ligações covalentes (ligação covalente 
dupla). 
IV. O gás dióxido de carbono (CO 2 ) apresenta ligações covalentes. 
Está correto o que se afirma em: 
 
Resposta Selecionada: 
I, II e IV, apenas. 
Resposta Correta: 
I, II e IV, apenas. 
Comentário da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa escolhida está correta, pois as 
ligações presentes nos compostos são classificadas como: H 2 
(covalente: hidrogênio + hidrogênio), NaCl (iônica: metal + 
ametal), Cl 2 (covalente: ametal + ametal), CO 2 
(covalente: ametal + ametal). 
 
 
 Pergunta 5 
1 em 1 pontos 
 
 Nas reações de combustão, os elementos presentes no combustível reagem com 
o oxigênio (comburente), liberando energia. Por meio da estequiometria, é 
possível determinar a quantidade de produtos de combustão liberados a partir de 
uma massa conhecida de um combustível. Considere a combustão completa de 
propano: C 3 H 8 
+ O 2 → CO 2 + H 2 O. Se 3,04 mol de propano (C 3 H 8 ) são queimados com 
quantidade suficiente de ar, assinale a alternativa que indique qual será a massa 
de CO 2 produzida. 
 
Resposta Selecionada: 
401,28 g. 
Resposta Correta: 
401,28 g. 
Comentário 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, após o 
balanceamento da reação química e cálculos estequiométricos 
resultando na seguinte equação: C 3H 8 + 5O 2 → 3CO 2 + 4H 2O, 
identifica-se uma massa de 401,28 g de CO 2 formada a partir da 
reação de 3,04 mols de propano. 
 
 
 Pergunta 6 
1 em 1 pontos 
 
 Para determinar a fórmula de um composto iônico, deve-se observar o número de 
oxidação (Nox) dos íons que estão participando da ligação química. O Nox dos 
íons vão determinar os índices presentes na fórmula química. Dessa forma, 
 
determine qual a fórmula mais provável de um composto resultante da 
combinação entre um metal alcalino terroso “E” com o hidrogênio “H” e assinale a 
alternativa correta. 
Resposta Selecionada: 
EH 2. 
Resposta Correta: 
EH2. 
Comentário da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, nesse caso, o 
átomo do metal alcalino terroso cede dois elétrons, tornando-se 
um cátion E +2, e o hidrogênio recebe 1 elétron, tornando-se o 
ânion H -. A fórmula molecular resultante é EH 2. 
 
 
 Pergunta 7 
1 em 1 pontos 
 
 Assim como analisamos as imperfeições e os defeitos nos materiais metálicos, 
faz-se útil conhecer os defeitos presentes nos materiais cerâmicos. Estes também 
influenciarão as propriedades e aplicações dos materiais cerâmicos. 
 
 
Fonte: Eng7oda14 / Wikimedia Commons. 
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre imperfeições em materiais cerâmicos, 
analise as asserções abaixo: 
 
 O defeito de Frenkel é corriqueiro nos materiais cerâmicos, sendo mantida a 
eletroneutralidade. 
 
Porque 
 
 O cátion deixa sua posição normal e se move para um sítio intersticial. 
 
 
 
 A seguir, assinale a alternativa correta: 
 
RespostaSelecionada: 
 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma 
justificativa correta da I. 
Resposta Correta: 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma 
justificativa correta da I. 
Comentário 
da resposta: 
Resposta correta. A sequência está correta. Como se vê na figura, 
o cátion migra para o interstício. Como consequência, não há 
alteração global na carga, já que o cátion segue mantendo a sua 
mesma carga positiva como um intersticial. Por conseguinte, é 
mantida a eletroneutralidade. 
 
 
 Pergunta 8 
1 em 1 pontos 
 
 Um elemento cujo átomo possui 20 nêutrons apresenta distribuição eletrônica no 
estado fundamental igual a 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 
3p 6 4s 1 . Com base nessa informação, assinale a alternativa que apresenta o 
número atômico, o número de massa e o número de elétrons na camada de 
valência, respectivamente: 
 
Resposta Selecionada: 
19, 39 e 1. 
Resposta Correta: 
19, 39 e 1. 
Comentário 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o número 
atômico é igual ao número de prótons, que, no estado neutro, é 
igual ao número de elétrons (19). O número de massa é a soma de 
prótons e nêutrons (39) e a camada de valência possui 1 elétron 
(4s 1). 
 
 
 Pergunta 9 
1 em 1 pontos 
 
 O ensaio de dureza é um ensaio utilizado com maior frequência que qualquer 
outro ensaio mecânico, devido ao fato de ser simples, barato e não destrutivo. 
Uma aplicação curiosa são as brocas de perfuração de petróleo que são feitas de 
diamante para a perfuração do solo com o intuito de se chegar em uma área de 
armazenagem natural de petróleo. Com relação ao ensaio de dureza, assinale a 
alternativa correta: 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
A dureza do diamante não é a mesma do grafite, pois as 
microestruturas são diferentes, onde o diamante tem uma 
estrutura mais resistente a deformações plásticas localizadas. 
Resposta 
Correta: 
 
A dureza do diamante não é a mesma do grafite, pois as 
microestruturas são diferentes, onde o diamante tem uma 
estrutura mais resistente a deformações plásticas localizadas. 
Comentário 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o diamante e o 
grafite, embora sejam alótropos do carbono, possuem 
propriedades muito diferentes. A broca é confeccionada com 
diamante, pois este material propiciará uma maior resistência a 
deformação plástica localizada, mantendo a sua integridade. 
Portanto, é ideal para perfurações. 
 
 
 Pergunta 10 
1 em 1 pontos 
 
 Em uma fábrica, um corpo de prova cilíndrico confeccionado de aço de diâmetro 
de 12,8 mm foi submetido a tração até a sua fratura. Esse corpo de prova 
apresentou uma resistência à fratura expressa em tensão de engenharia de 460 
MPa. No momento da sua fratura, identificou-se uma seção transversal de 10,7 
 
mm. Assim, você necessita fazer uma avaliação desse material de aço e de um 
outro material X que apresentou uma redução percentual de área de 60%. Calcule 
a ductilidade em termos de redução percentual de área do aço, avalie se ele é 
mais dúctil ou menos dúctil do que o material X e assinale a alternativa correta: 
Resposta Selecionada: 
30%, o aço é menos dúctil que o X. 
Resposta Correta: 
30%, o aço é menos dúctil que o X. 
Comentário 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, uma vez que a 
ductilidade é uma medida do grau de deformação plástica que foi 
suportado até o momento da fratura. Por conseguinte, se o 
material X apresentou um valor de uma magnitude superior, este 
deformar-se-á mais antes de romper.