CIENCIAS DOS MATERIAIS 2018 1 - A2

Prévia do material em texto

Local: 305 - Sala de aula / Andar / Polo Cabo Frio / CABO FRIO 
Acadêmico: VIRCIM-004
Aluno: EDUARDO CARDOSO SANT ANNA 
Avaliação: A2-
Matrícula: 20141109675 
Data: 28 de Maio de 2018 - 20:30 Finalizado
Correto Incorreto Anulada  Discursiva  Objetiva Total: 5,00/10,00
1  Código: 24909 - Enunciado: No diagrama de equilíbrio do sistema ferro-cementita, observam-se as reações
invariantes, aquelas consideradas reações que ocorrem a temperatura constante. Sobre o sistema ferro-
cementita, escolha a alternativa correta.
 a) Apesar de o item apresentar duas reações invariantes, apenas uma, a eutetóide, ocorre no sistema ferro-
cementita.
 b) No diagrama de fase do ferro-carbono, para o sistema ferro-cementita, ocorrem as reações peritética,
eutética e eutetoide.
 c) O item apresenta apenas duas das reações invariantes que ocorrem no sistema ferro-cementita.
 d) O item apresenta apenas uma reação invariante que ocorre no sistema ferro-cementita.
 e) O item apresenta apenas uma reação presente no sistema ferro-cementita, a peritética.
 
Alternativa marcada:
c) O item apresenta apenas duas das reações invariantes que ocorrem no sistema ferro-cementita.
Justificativa: Resposta correta: No diagrama de fase do ferro-carbono, para o sistema ferro-cementita, ocorrem as
reações peritética, eutética e eutetoide. Tanto os aços como os ferros fundidos, que são os principais materiais
estruturais em toda e qualquer cultura tecnologicamente avançada, são essencialmente ligas ferro-carbono, daí a
necessidade de estudá-las.   Distratores: As demais alternativas estão erradas, porque, de todos os sistemas de
ligas binárias, o que é possivelmente o mais importante é aquele formado pelo ferro e o carbono.
0,00/ 1,00
2  Código: 24809 - Enunciado: Existem sete sistemas cristalográficos, que correspondem às possíveis formas das
células unitárias. Com base nesses sistemas cristalinos, existem 14 redes de Bravais que representam os arranjos
de pontos possíveis no espaço tridimensional Fonte: SHACKELFORD, J. F. Ciência dos materiais.
Campinas: Pearson, 2008. A figura, a seguir, representa três planos de átomos de uma das 14 redes de Bravais para
um elemento metálico. Observe como estão posicionados os átomos metálicos em cada um dos três planos da
célula unitária. Identifique qual a rede de Bravais e estime o valor do raio atômico do elemento metálico.
 a) Rede CS e raio atômico de 0,15 nm.
 b) Rede CCC e raio atômico de 0,11 nm.
 c) Rede CFC e raio atômico de 0,11 nm.
 d) Rede CFC e raio atômico de 0,13 nm.
 e) Rede CCC e raio atômico de 0,13 nm.
 
Alternativa marcada:
b) Rede CCC e raio atômico de 0,11 nm.
Justificativa: Resposta correta:  Rede CCC e raio atômico de 0,13 nm. A rede de Bravais é a cúbica de corpo
centrado – CCC. Observe que as arestas (a = b = c) são iguais a 0,30 nm e o planos, (110) e (101), que passam pela
diagonal interna do cubo, apresentam um átomo bem no centro.  Para se obter o valor do raio atômico do
elemento, basta usar a relação 4R = a√3.   Distratores: Rede CFC e raio atômico de 0,11 nm. Errada. A rede de
Bravais está errada e o raio também. Rede CCC e raio atômico de 0,11 nm. Errada. A estimativa do raio está errada.
Rede CS e raio atômico de 0,15 nm. Errada. A rede de Bravais está errada e o raio também. Rede CFC e raio atômico
de 0,13 nm. Errada. A rede de Bravais está errada.
0,00/ 0,50
3  Código: 24340 - Enunciado: O silicato mais simples é o dióxido de silício ou sílica (SiO ). Existem três formas
cristalinas principais para a sílica: quartzo, cristobalita e tridimita. A sílica também pode existir como um sólido ou
vidro não-cristalino. Fonte: CALLISTER JR., W. D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. Campinas:
Pearson. Com relação ao dióxido de silício, SiO , avalie as afirmativas a seguir em verdadeiras ou falsas. I – As
formas cristalinas de SiO apresentam maiores densidades do que a forma não cristalina. II – O quartzo, a
cristobalita e a tridimita são formas polimórficas (alotrópicas) de SiO . III – O quartzo, a cristobalita, a tridimita e a
sílica não-cristalina são formas polimórficas (alotrópicas) de SiO . Após a sua avaliação, indique as afirmativas
verdadeiras.
2
2
2
2
2
1,50/ 1,50
 a) I e III.
 b) Apenas a III.
 c) I, II e III.
 d) I e II.
 e) Apenas a II.
 
Alternativa marcada:
d) I e II.
Justificativa: Resposta correta: I e II. I – Nas estruturas ordenadas do SiO cristalino, os íons tendem a maximizar
os contados, ou seja, tendem a preencher o volume disponível, maximizando a densidade. II – Um composto pode
apresentar várias formas polimórficas, isto é, mesma composição química e diferentes estruturas cristalinas,
dependendo da temperatura e da pressão.   Distrator: A afirmativa III está errada, pois a sílica não-cristalina não é
uma forma polimórfica do SiO . Os materiais não cristalinos não exibem o fenômeno da alotropia
(polimorfismo), uma vez que eles não possuem uma estrutura cristalina definida, não podendo, assim, ter mais
que uma estrutura cristalina, que é a definição de alotropia (polimorfismo).
2
2
4  Código: 26544 - Enunciado: Dentre os seguintes elementos abaixo citados está o principal constituinte das ligas
ferrosas. Indique a alternativa na qual se encontra o constituinte supracitado.
 a) Cobre.
 b) Titânio.
 c) Nióbio.
 d) Silício.
 e) Ferro.
 
Alternativa marcada:
c) Nióbio.
Justificativa: Resposta correta:  Ferro. O principal constituinte das ligas ferrosas é o elemento ferro. 
 
  Distratores: Cobre. Errada. É elemento formador de ligas não ferrosas. Silício, titânio e nióbio. Erradas.
São elementos de liga.
0,00/ 0,50
5  Código: 23428 - Enunciado: Nenhuma pedra se parece exatamente com um diamante, mas a safira, variedade
cristalina de óxido de alumínio (Al O ) tem propriedades que se aproximam do diamante. O índice de refração da
safira branca é um pouco menor do que o do diamante. Uma safira branca de boa qualidade é transparente e sem
cor e parece ser um quilate de diamante, mas não custa nem perto do valor de um diamante. Safiras incolores têm
sido muito utilizadas como um substituto para diamantes. A transparência apresentada pela safira (Al O ) pode
ser explicada: I. Por apresentar uma estrutura de um monocristal. II. Por apresentar uma estrutura de um
policristal. III. Pela ausência de defeitos que provocam espalhamento de luz. Com base em sua análise, demonstre
as afirmativas corretas.
 a) I e II.
 b) I e III.
 c) II e III.
 d) I, II e III.
 e) Apenas a I.
 
Alternativa marcada:
e) Apenas a I.
2 3
2 3
Justificativa: Resposta correta: I e III. A transparência é perdida com a presença de defeitos que promovem o
espalhamento da luz e os monocristais são altamente perfeitos. Eles apresentam um único grão e,
consequentemente, não existem contornos de grão, que seriam um dos defeitos que promoveriam o
espalhamento da luz.   Distrator: A afirmativa II está errada, pois, em um policristal, existem contornos de grão,
que são defeitos que promoveriam o espalhamento de luz e, consequentemente, a perda da transparência.
0,00/ 1,00
6  Código: 26528 - Enunciado: Na obtenção de produtos úteis ao homem, é fundamental a relação existente entre os
três elementos básicos da ciência dos materiais: estrutura, propriedade e processamento. Cada uma das
alternativas, a seguir, contém duas asserções ligadas pela palavra porquê. Então, avalie a resposta correta em que
contenha duas asserções verdadeiras, sendo a segunda uma justificativa correta da primeira.
0,00/ 1,50
 a) Existe uma relação entre a porosidade do corpo cerâmico e a sua resistência mecânica, a qual se pode
verificar experimentalmente, porque quanto maior a porosidade, maior a resistência mecânica.
 b) Polímeros semi-cristalinos apresentam propriedades mecânicas, de uma forma geral, superiores a dos
polímeros amorfos porque têm uma estrutura molecular mais desorganizada. 
 c) Conhecido como encruamento, a laminação a frio de metais aumenta a sua dureza porque ocorre a
diminuição do tamanho de grão do metal durante a laminação.d) Produtos cerâmicos não podem ser fabricados por processos que dependem da ocorrência de deformação
plástica no material, porque as matérias-primas utilizadas para a fabricação de cerâmicas convencionais são
naturais. 
 
 
 e) O controle da temperatura e da concentração do iniciador durante a síntese de polímeros influencia o
limite de resistência à tração desse tipo de material, porque o controle desses parâmetros afeta a massa molar
média do polímero obtido.
 
Alternativa marcada:
a) Existe uma relação entre a porosidade do corpo cerâmico e a sua resistência mecânica, a qual se pode
verificar experimentalmente, porque quanto maior a porosidade, maior a resistência mecânica.
Justificativa: Resposta correta:  O controle da temperatura e da concentração do iniciador durante a síntese de
polímeros influencia o limite de resistência à tração desse tipo de material, porque o controle desses parâmetros
afeta a massa molar média do polímero obtido. As propriedades mecânicas dos polímeros é controlada pela
massa molar que depende da concentração do iniciador e da temperatura.   Distratores: Produtos cerâmicos não
podem ser fabricados por processos que dependem da ocorrência de deformação plástica no material, porque as
matérias-primas utilizadas para a fabricação de cerâmicas convencionais são naturais. Errada. Os cerâmicos
podem ser obtidos com a ocorrência de deformação plástica. Conhecido como encruamento, a laminação a frio
de metais aumenta a sua dureza porque ocorre a diminuição do tamanho de grão do metal durante a laminação.
Errada. No encruamento, os grãos podem se unir e, dessa forma, aumentar de tamanho, assim como a dureza do
metal. Existe uma relação entre a porosidade do corpo cerâmico e a sua resistência mecânica, a qual se pode
verificar experimentalmente, porque quanto maior a porosidade, maior a resistência mecânica. Errada. Quanto
maior a porosidade, mais fragil é a estrutura da cerâmica. Polímeros semi-cristalinos apresentam propriedades
mecânicas, de uma forma geral, superiores a dos polímeros amorfos porque têm uma estrutura molecular mais
desorganizada. Errada. Os polímeros semi-cristalinos são assim chamados por possuirem uma estrutura
molecular organizada.
7  Código: 24642 - Enunciado: O Titanic e seus navios irmãos — o Olympic e o Britannic — foram projetados para
oferecer acomodações mais extravagantes, mas não para serem os mais velozes. O aço usado na fabricação do
Titanic provavelmente foi a melhor chapa de navio de aço carbono disponível na época. O Titanic, na noite de 12
de abril de 1912, durante sua viagem inicial pelo Atlântico Norte, da Inglaterra para Nova York, chocou-se com um
grande iceberg. A temperatura da água do mar, no momento da colisão, era de aproximadamente -1,11°C. O
impacto com o iceberg causou contínuas avarias que partiu o navio em duas partes. O navio-irmão Olympic, feito
com aço similar no mesmo estaleiro e baseado no mesmo projeto, desfrutou uma carreira de mais de 20 anos, mas
nunca se chocou com um iceberg grande. Estabeleça a relação entre o efeito do ambiente e as propriedades dos
materiais, que possa ter influenciado o comportamento do aço usado no casco do Titanic, conforme descrito no
texto apresentado.
Resposta:
Comentários: Precisava relacionar com a temperatura baixa e as propriedades mecânicas finais. Temperaturas
extremamente baixas podem fazer com que um metal se torne frágil, fraturando mesmo com a aplicação de
cargas pequenas. Essa fragilidade a baixas temperaturas foi uma das causas responsáveis pela fratura do casco,
que culminou com o afundamento do Titanic.
Justificativa: Expectativa de resposta: No momento do impacto, a temperatura da água do mar era de
aproximadamente -1,11°C.  A temperatura é uma variável que influencia, principalmente, as propriedades
mecânicas dos materiais. Temperaturas extremamente baixas podem fazer com que um metal se torne frágil,
fraturando mesmo com a aplicação de cargas pequenas. Essa fragilidade a baixas temperaturas foi uma das
causas responsáveis pela fratura do casco, que culminou com o afundamento do Titanic.
2,00/ 2,50
8  Código: 23433 - Enunciado: A história do vinho confunde-se com a da própria humanidade. O vinho esteve
presente na vida do homem desde as primeiras civilizações. Na Idade Média, o mais comum era conservar o vinho
em grandes barris de madeira. Essa prática o mantinha por, no máximo, uns poucos anos, mas, apenas até o
recipiente ser aberto. A partir desse momento, era necessário consumi-lo rapidamente. A Revolução Industrial
1,50/ 1,50
trouxe a garrafa de vidro resistente, fabricada em série. Foi um marco na história do vinho. Comente a principal
propriedade desse material (o vidro) que passou a ser o mais utilizado para a armazenagem e a comercialização
do vinho.
Resposta:
Justificativa: Expectativa de resposta: O vidro é um material cerâmico, que tem como principal característica a
elevada inércia química. Essa propriedade é de extrema importância para a sua utilização em bebidas, pois o
recipiente não irá interferir no sabor do produto armazenado. Além disso, ele permitirá a durabilidade do produto
após o engarrafamento. Uma outra característica é que o material pode ser transparente ou não. Assim,
dependendo do tipo de vinho, a exposição à luz poderá ser controlada.
(https://strtec.s3.amazonaws.com/ilumno/processamento/imagens_corrigidas/2018/06/05/b247eb36-
68�-11e8-a3c7-0242ac110007.jpg?
Signature=GYqdlYWXUdfJlUKQz58I9tEBIUM%3D&Expires=1542140345&AWSAccessKeyId=AKIAJ5OVDHP63TNWC3
https://strtec.s3.amazonaws.com/ilumno/processamento/imagens_corrigidas/2018/06/05/b247eb36-68ff-11e8-a3c7-0242ac110007.jpg?Signature=GYqdlYWXUdfJlUKQz58I9tEBIUM%3D&Expires=1542140345&AWSAccessKeyId=AKIAJ5OVDHP63TNWC3PQ
https://strtec.s3.amazonaws.com/ilumno/processamento/imagens_corrigidas/2018/06/05/b49368c0-68ff-11e8-a3c7-0242ac110007.jpg?Signature=ckeJTaDJYV%2FjarZOEmugbtBh5AA%3D&Expires=1542140345&AWSAccessKeyId=AKIAJ5OVDHP63TNWC3PQ
(https://strtec.s3.amazonaws.com/ilumno/processamento/imagens_corrigidas/2018/06/05/b49368c0-
68�-11e8-a3c7-0242ac110007.jpg?
Signature=ckeJTaDJYV%2FjarZOEmugbtBh5AA%3D&Expires=1542140345&AWSAccessKeyId=AKIAJ5OVDHP63TNW
https://strtec.s3.amazonaws.com/ilumno/processamento/imagens_corrigidas/2018/06/05/b49368c0-68ff-11e8-a3c7-0242ac110007.jpg?Signature=ckeJTaDJYV%2FjarZOEmugbtBh5AA%3D&Expires=1542140345&AWSAccessKeyId=AKIAJ5OVDHP63TNWC3PQ