AV 2 CIENCIAS E PROPRIEDADES DOS MATERIAIS

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29/04/2021 UNIASSELVI - Centro Universitário Leonardo Da Vinci - Portal do Aluno - Portal do Aluno - Grupo UNIASSELVI
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Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24)
Avaliação: Avaliação II - Individual ( Cod.:668765) ( peso.:1,50)
Prova: 30995195
Nota da Prova: 10,00
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada 
1. Em termos de propriedades elétricas, existem aplicações em que é necessário que o material conduza bem a energia. Já em outras aplicações, deseja-se
uma condutividade específica (semicondutores). Em outros casos, é desejável que o material tenha baixa condutividade elétrica (isolantes). Com relação às
propriedades elétricas dos materiais, assinale a alternativa CORRETA:
 a) Materiais supercondutores são um tipo especial de materiais, os quais apresentam uma diminuição da resistividade elétrica com o aumento da
temperatura.
 b) Os materiais isolantes são classificados do acordo com a sua rigidez dielétrica [unidade de V/m], ou seja, apresentam um valor alto de rigidez dielétrica.
Na prática, se mede a tensão elétrica máxima suportada para uma determinada espessura do material, sem que haja condução de eletricidade.
 c) Um material condutor deve apresentar elevada rigidez dielétrica, tendo em vista que na aplicação, deverá suportar o fluxo de elétrons sem entrar em
colapso.
 d) Um material semicondutor é obtido a partir da mistura de um material condutor com um material isolante. A condutividade final sempre obedece uma
proporção linear de acordo com a fração em massa de cada fase cristalina.
2. As propriedades elétricas dos materiais estão diretamente relacionadas com a mobilidade dos elétrons. Em termos das características de condução de
energia elétrica, os materiais podem ser classificados como condutores, isolantes, semicondutores ou supercondutores. Sobre as propriedades elétricas dos
materiais, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
 
( ) Um material semicondutor apresenta espaçamento entre a banda de valência e a banda de condução menor do que o de um material isolante.
 ( ) De forma geral, cerâmicas e polímeros tendem a apresentar um comportamento isolante de energia elétrica. 
 ( ) O vidro de sílica (SiO2) possui propriedades elétricas interessantes, sendo bastante aplicado em semicondutores, em substituição ao silício (Si).
 ( ) O alumínio (Al) pode ser considerado um semicondutor quando aplicamos uma diferença de potencial entre 50V e 100V.
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - F - V - F.
 b) V - F - F - V.
 c) V - V - F - F.
 d) F - V - V - V.
3. O ensaio de tração de materiais metálicos é importante, haja vista que, através desse ensaio, é possível obter uma curva de tensão vs. deformação. A partir
dessa curva, é possível determinar alguns parâmetros interessantes para o dimensionamento de componentes mecânicos, por exemplo. Sobre as
informações que podem ser obtidas através da curva tensão vs. deformação, é correto afirmar que:
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 a) A tensão de escoamento corresponde à máxima tensão suportada pelo material, sendo usualmente utilizada como critério de falha no projeto de
componentes metálicos.
 b) A tensão de resistência corresponde à máxima tensão suportada pelo material, sendo usualmente utilizada como critério de falha no projeto de
componentes metálicos.
 c) A tensão de ruptura é obtida corresponde à máxima tensão suportada pelo material, sendo usualmente utilizada como critério de falha no projeto de
componentes metálicos.
 d) A tensão de escoamento corresponde à tensão que inicia a deformação plástica ou permanente, sendo usualmente utilizada como critério de falha no
projeto de componentes metálicos.
4. Através do ensaio de análise química, é possível a obtenção de dados quantitativos dos tipos de átomos ou óxidos presentes no material analisado. Sobre
essa técnica, analise as sentenças a seguir:
 
I- O ensaio de análise química pode ser realizado por métodos distintos, porém o resultado obtido em qualquer dos métodos será sempre o mesmo, e não
depende do tipo de material analisado. 
 II- Uma das características que difere os vários tipos de espectrometria utilizados no processo de análise química diz respeito ao intervalo de comprimento
de onda da radiação emitida ou absorvida que é analisado pelo equipamento.
 III- A espectrometria de infravermelho tem como base a interação entre uma radiação primária de comprimento de onda conhecido com os grupos funcionais
de materiais poliméricos, sendo possível caracterizá-los. 
 IV- Para metais ferrosos, como é o caso dos ferros fundidos e aços, a técnica mais comumente utilizada é a de espectrometria de emissão ótica.
 
Agora, assinale a alternativa CORRETA:
 a) Somente a sentença IV está correta.
 b) As sentenças I, II e IV estão corretas.
 c) Somente a sentença I está correta.
 d) As sentenças II, III e IV estão corretas.
5. Os diferentes materiais apresentam comportamentos distintos em termos de propriedades térmicas. Essas propriedades estão intimamente ligadas aos tipos
de átomos e à magnitude das forças de ligação química presentes nesses materiais. Com relação a essas propriedades, analise as afirmativas a seguir:
 
I- O calor ou energia térmica absorvida por um determinado material é transformado em energia elétrica que é conduzida para o interior dos átomos.
 II- A capacidade calorífica é uma constante do material que indica a quantidade de energia necessária para solidificar o material a partir do ponto eutético.
 III- A expansão térmica é uma medida da variação dimensional do material com a temperatura, e depende somente do número de elétrons livres.
 IV- Quanto maior a energia de ligação química de uma determinado material, menor será o seu coeficiente de expansão térmica.
 
Assinale a alternativa CORRETA:
 a) As afirmativas II e IV estão correta.
 b) As afirmativas I e III estão correta.
 c) Somente a afirmativa IV está correta.
 d) Somente a afirmativa II está correta.
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6. A resistência mecânica de um material se relaciona tanto com a magnitude da energia das ligações químicas como com o nível de ordenação dos átomos e
a presença de defeitos, dentre outros fatores. Sobre os fatores que influenciam a resistência mecânica dos materiais, classifique V para as sentenças
verdadeiras e F para as falsas:
 
( ) O tipo de estrutura cristalina pode influenciar na resistência ao escoamento dos metais, pois se relaciona com a quantidade de sistemas de
escorregamento.
 ( ) A quantidade de defeitos presentes nos materiais cerâmicos é irrelevante, já que as características de suas ligações químicasos tornam
intrinsecamente frágeis.
 ( ) Nos metais, a quantidade de discordâncias se relaciona com a capacidade de deformação e, por consequência, influencia as propriedades mecânicas.
 ( ) As discordâncias em espiral, presentes nos materiais poliméricos, resultam na formação de esferulitos, que influenciam de forma positiva a resistência
desse tipo de material.
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) V - F - V - F.
 b) F - F - F - V.
 c) V - V - F - F.
 d) F - V - V - F.
7. Os plásticos capazes de conduzir calor são uma novidade bastante recente, mas altamente promissora porque os polímeros são o material de preferência na
construção dos aparelhos eletrônicos, que teimam em esquentar muito. Plásticos são excelentes isolantes, o que significa que eles aprisionam o calor. No
ano de 2017, uma equipe da Universidade de Michigan mudou a estrutura atômica de um polímero para fazê-lo alcançar uma condutividade térmica seis
vezes maior do que o material original. Agora, Yanfei Xu e seus colegas do MIT alcançaram uma nova marca: uma condutividade térmica 10 vezes maior.
"Nosso polímero pode conduzir termicamente e remover o calor com muito mais eficiência. Acreditamos que os polímeros podem se transformar em
condutores de calor de última geração para aplicações avançadas de gerenciamento térmico, como uma alternativa de autorresfriamento para os gabinetes
dos aparelhos eletrônicos," disse a pesquisadora. Se você der um zoom na microestrutura de um plástico, vai entender facilmente por que o material retém o
calor tão facilmente. No nível microscópico, os polímeros são feitos de longas cadeias de monômeros, ou unidades moleculares, ligadas ponta com ponta.
Essas cadeias são geralmente emaranhadas como uma bola de espaguete. Os transportadores de calor têm dificuldade em passar por essa confusão
desordenada e tendem a ficar presos dentro dos nós e aglomerados poliméricos. A equipe já havia conseguido desembaraçar essa bagunça e obter uma
melhor condutividade térmica, mas o material só conseguiu conduzir o calor numa direção. Agora eles mexeram tanto nas forças intermoleculares, quanto
nas forças intramoleculares, produzindo um politiofeno condutor de calor - este é um polímero conjugado tipicamente usado em aparelhos eletrônicos.
"Nossa reação foi capaz de criar cadeias rígidas de polímeros, em vez de fios torcidos, semelhantes a um espaguete, em polímeros normais," disse Xu. As
primeiras amostras têm cerca de dois centímetros quadrados e foram fabricadas em equipamentos de laboratório - câmaras de deposição a vapor. Antes de
ampliá-las e pensar em fabricação industrial, contudo, a equipe está mais preocupada em compreender em detalhes os caminhos do calor pelo material.
Com esse entendimento, será possível guiar os desenvolvimentos futuros para a obtenção de resultados mais próximos das aplicações práticas. Com base
no exposto, assinale a alternativa CORRETA:
 
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=plastico-usado-eletronicos-agora-conduz-calor&id=010160180410#.W-
ISi9VKgdU. Acesso em: 6 nov. 2018.
 a) Os polímeros são tipicamente isolantes de calor. Isso se deve à ausência de elétrons livres. Os elétrons livres são o principal meio e condução de calor
nos materiais, conforme comprovou a pesquisa.
 b) De acordo com a pesquisa, esses resultados permitem a aplicação prática na substituição de metais condutores de calor por polímeros condutores de
calor, em equipamentos eletrônicos como celulares e tablets, reduzindo o peso dos equipamentos e o custo final do produto.
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 c) Os polímeros são compostos por longas cadeias formadas por monômeros. A forma como essas cadeias ficam organizadas no material (semelhante a
uma "bola de espaguete") dificulta a transmissão do calor no material. A pesquisa buscou alterar essa estrutura molecular, tornando o material 10 vezes
mais condutor do que o material percussor.
 d) De acordo com a pesquisa, ao ordenar as cadeias poliméricas através da deposição a vapor, foi possível reduzir a distância entre as cadeias poliméricas
permitindo a condução de calor através das ligações secundarias do tipo Van de Waals.
8. Um novo material artificial apresenta simultaneamente uma refração negativa e nenhuma reflexão de onda. Conforme aprendemos na escola, quando os
raios de luz atingem um copo de água, alguns deles são curvados pela água, enquanto outros são refletidos. Com isso, os raios incidentes e refratados
acabam em lados opostos da superfície da água - isto é o que acontece com praticamente todos os materiais na natureza. No entanto, a teoria e a prática
mostram que é possível criar materiais que violem essa norma, a exemplo do que vem sendo feito com os metamateriais da invisibilidade e das lentes
planas. De fato, Hailong He e colegas das universidades de Wuhan (China) e Texas (EUA) construíram agora esse material com refração negativa e
absorção total. A equipe sintetizou o novo material partindo das propriedades de um semimetal de Weyl, um material quântico descoberto recentemente que
possui propriedades topológicas - o que acontece nas suas bordas é diferente do que acontece no seu interior. Para aplicar o que aprenderam com o
material quântico em um material não metálico, a equipe criou placas superpostas de cristais fonônicos usando epóxi e outros polímeros. As placas foram
empilhadas de forma que suas estruturas acompanhem o sentido anti-horário ao longo do eixo vertical. Com isto, o material não apenas apresenta refração
negativa, como também absorve todas as ondas acústicas dirigidas a ele, não refletindo nenhuma delas. Se um material semelhante puder ser criado para
se comportar dessa mesma maneira com as ondas de luz - e a teoria afirma que pode - isso pode revolucionar também o campo da óptica. Considerando o
exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
 
( ) A equipe desenvolveu lentes de epóxi capazes de absorver totalmente as ondas de luz incidente.
( ) A descoberta foi possível através da utilização de um material quântico. Para isso foram criadas placas de um semimetal de Weyl. 
 ( ) O estudo foi realizado utilizando ondas acústicas, porém abre possibilidades para aplicações ópticas.
 ( ) O material apresenta absorção total, reflexão negativa e refração de onda nula.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=material-tem-refracao-negativa-absorcao-total-
ondas&id=010160180813#.W9jW49VKgdU. Acesso em: 30 out. 2018.
 a) V - F - V - F.
 b) F - V - V - V.
 c) V - V - F - V.
 d) F - F - V - F.
9. A deformação plástica dos materiais metálicos se relaciona com a mobilidade das discordâncias. Ao atingir a tensão de escoamento, inicia-se a deformação
plástica, que consiste em uma deformação:
 a) Permanente.
 b) Desprezível.
 c) Elástica.
 d) Temporária.
10.Durante o ensaio de tração ocorrem alterações físicas no material ensaiado, que podem ser registradas no gráfico de tensão vs. deformação. Sobre o ensaio
de tração de materiais e a análise da curva de tensão vs. deformação, podemos afirmar que a relação entre a tensão aplicada e a deformação do corpo de
prova é:
 a) Constante somente na tensão de resistência.
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 b) Constante somente no ensaio de materiais frágeis.
 c) Constante na região elástica.
 d) Constante durante todo o ensaio.