A1_RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS_2021_1_GABARITO

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CURSO: CILCO BÁSICO DE ENGENHARIA 
TURMA: ENG0410N VISTO DO COORDENADOR PROVA TRAB. GRAU RUBRICA DO PROFESSOR 
DISCIPLINA: 
GENG 1089 – RESISTÊNCIA DOS 
MATERIAIS I 
AVLIAÇÃO REFERENTE: A1 A2 A3 
PROFESSOR: FÁBIO CALÉ DA SILVA MATRÍCULA: Nº NA ATA: 
DATA: 07/04/2021 até 14/04/2021 NOME DO ALUNO: 
UNIDADE: BANGU 
 
Questão 1 (Nível 1 - 1,0 pontos) – aula 1, 2, 3 
O defeito em uma estrutura cristalina é observado quando existe uma imperfeição ou um "erro" no 
arranjo periódico regular dos átomos em um cristal, podendo envolver uma irregularidade na posição 
dos átomos ou no tipo de átomos. O tipo e o número de defeitos dependem do material, do meio 
ambiente, e das circunstâncias sob as quais o cristal é processado. Sabe-se que apenas uma pequena 
fração dos sítios atômicos são imperfeitos na faixa de menos de 1 em 1 milhão, mas mesmo sendo 
poucos, eles influenciam muito nas propriedades dos materiais e nem sempre de forma negativa. 
Nesse sentido, explique os tipos de defeitos pontuais. 
DEFEITOS PONTUAIS: 
[0,3] LACUNAS: O defeito pontual mais simples é a lacuna, ou um sítio vago na rede cristalina que 
normalmente deveria estar ocupado, mas no qual está faltando um átomo. 
 
[0,3] INTERSTICIAL: Um defeito intersticial é um átomo do cristal que se encontra comprimido em 
um sítio intersticial, que é um pequeno espaço vazio que sob circunstâncias normais não estaria ocupado. 
 
[0,4] IMPUREZA EM SOLIDOS: Um metal puro formado apenas por um tipo de átomo é simplesmente 
impossível. Impurezas ou átomos diferentes estarão sempre presentes, e alguns existirão como defeitos 
pontuais nos cristais, ou seja, impurezas que ocupam o espaço de outro átomo da rede. 
 
Questão 2 (Nível 1 - 1,0 pontos) – aula 2, 3 
Determine o fator de empacotamento de uma célula unitária CFC em função do raio atômico R. 
Apresente didaticamente os cálculos e explique. 
 [0,3] Desenho do triângulo 
[0,3] A = 2R√2 / Temos 4 átomos no CFC 
[0,4] FEA = 4 x (4/3πR³) / 2π√2 = 74% 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 3 (Nível 1 - 1,0 pontos) – aula 4 
Na equação da primeira lei de Fick, por que o gradiente de concentração possui sinal negativo? Explique 
também quais fatores influenciam a difusão nos materiais. 
 
 
[0,5] O fluxo é direcionado da maior concentração para a menor concentração. 
[0,25] - Espécie em Difusão 
Um átomo pequeno (H) terá maior difusibilidade do que um átomo grande com maior massa atômica. 
Desta forma, cada elemento possui um coeficiente de difusibilidade. 
[0,25] - Temperatura 
Quanto maior a temperatura maior será a taxa de difusão. 
 
Questão 4 (Nível 2 - 2,0 pontos) – aula 5 
Uma placa de ferro é exposta a 700ºC (1300ºF) a uma atmosfera carbonetante (rica em carbono) em um 
de seus lados e a uma atmosfera descarbonetante (deficiente em carbono) no outro lado. Se uma condição 
de regime estacionário é atingida, calcule o fluxo difusional do carbono através da placa, caso as 
concentrações de carbono nas posições a 5 e a 15 mm abaixo da superfície carbonetante sejam de 1,8 e 
0,6 kg/m3, respectivamente. Considere um coeficiente de difusão de 3.10–11 m2/s nessa temperatura. 
 
J = -D . dC/dX 
[1,0] J = -3.10-11[m2/s] . (1,8-0,6) [kg/m3] / 0,01[m] 
[1,0] J = - 3,6.10-9 [kg/m2. s] 
 
Questão 5 (Nível 3 - 3,0 pontos) – aula 1, 2, 3 
Explique os dois gráficos abaixo. 
 
[1,5] Explicar E0 
O gráfico 2 representa a energia potencial x distância interatômica. Percebemos no ponto mínimo da 
curva EL um potencial de E0 que significa a energia de ligação de equilíbrio entre dois átomos. 
Ela representa a energia que seria necessária para separar esses dois átomos até uma distância de 
separação infinita. 
 
[1,5] Explicar r0 
Agora no gráfico 1, temos a distância de equilíbrio r0 entre dois átomos. Essa distância representa o 
equilíbrio entre as forças existentes entre as ligações atômicas quando temos o potencial igual a E0.