CIENCIA E PROPRIEDADES DOS MATERIAIS prova 1

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1-"Químicos da Universidade de Oulu, na Finlândia, desenvolveram um bioplástico sintético que, diferentemente dos tradicionais plásticos à base de carbono ou de outros bioplásticos, fornece proteção contra a radiação ultravioleta (UV) do Sol. O copolímero à base de biomassa evita que a radiação UV passe graças a sua estrutura baseada em bifuranos/furano, que é um composto produzido pela destilação da madeira. A transparência do bioplástico é boa o suficiente para aplicações práticas, garante a equipe, como a cobertura de estufas ou áreas de convivência. Além disso, o material funciona como uma barreira física de 3 a 4 vezes mais forte que a do plástico PET padrão. As matérias-primas utilizadas na produção do biopolímero são hidroximetilfurfural (HMF) e furfural, que são produtos de biorrefinarias derivados de celulose e hemicelulose. O experimento mostra que é possível desenvolver bioplásticos com melhores propriedades do que os plásticos derivados de fósseis produzidos atualmente. A equipe patenteou o material e está se preparando para ampliar sua escala de produção. Apesar de chamá-lo de "bioplástico ecológico", contudo, há preocupações quanto a eventuais danos à saúde humana dos furanos". Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) De acordo com o texto, o material desenvolvido se apresenta três a quatro vezes mais eficiente como barreira para radiação UV quando comparado ao politetrafluoretileno.
(    ) Os pesquisadores batizaram o material como "bioplástico ecológico", utilizando como argumento a utilizando de matérias-primas que não são derivadas de origem fóssil, como o petróleo.
(    ) Apesar da não utilização de materiais de origem fóssil, o bioplástico desenvolvido apresenta outras características que precisam ser consideradas, tendo em vista a possível influência dos furanos na saúde humana.
(    ) De acordo com o texto, o material desenvolvido apresenta-se como um barreira física para radiação UV, com propriedades de três a quatro vezes superiores ao melhor material disponível no mercado para esse tipo de aplicação.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=criado-bioplastico-protege-contra-radiacao-uv&id=010160200323#.Xpecb8hKiUk. Acesso em: 15 abr. 2020.
A) V - V - V - F.
B) F - V - V - F.
C) V - F - F - V.
D) F - F - V - V.
2-Alguns tipos de metais apresentam estruturas cristalinas do tipo cúbica. Esses tipos de estruturas diferem entre si pela distribuição dos átomos da célula unitária, sendo essa dependente de vários fatores, tais como o raio atômico e a temperatura. Sobre as estruturas do tipo cúbica, assinale a alternativa CORRETA:
A) Em uma estrutura cúbica simples, os átomos ficam posicionados tanto nas arestas do cubo quanto no centro da estrutura cristalina.
B) Em uma estrutura cúbica de faces centradas (CFC), temos no interior da célula unitária o equivalente a quatro átomos. O restante do volume do átomo correspondo ao vazio entre os átomos.
C) As estruturas cúbicas apresentam os eixos a, b e c, os quais podem variar em comprimento entre si em uma mesma estrutura.
D) São exemplos de estrutura cúbica: CFC, CCC, HC, monoclínica e triclínica.
3-Ao pensarmos em materiais de engenharia, lembramos mais frequentemente dos metais e dos polímeros, embora os materiais cerâmicos também apresentem aplicações importantes em função de suas características físico-químicas. Sobre essa classe de materiais, assinale a alternativa CORRETA:
A) Os cerâmicos apresentam diversos sistemas de escorregamento, caminhos preferências para a movimentação de discordâncias. Dessa forma, com a aplicação de tensão mecânica experimentam pronunciado encruamento.
B) A ruptura frágil das cerâmicas oxidas é explicada em parte pelas suas estruturas cristalinas com características assimétricas, aliada ao tipo de ligação química predominantemente iônica e covalente.
C) Os materiais cerâmicos não apresentam elétrons livres, o que culmina em excelentes propriedades elétricas, tornando esses tipos de materiais excelentes condutores elétricos.
D) Uma das vantagens das cerâmicas frente às demais classes de materiais é a sua baixa sensibilidade a defeitos. Isso significa que os defeitos inseridos no processo de fabricação não provocam interferência considerável nas propriedades.
4-Os polímeros são compostos por cadeias contendo carbono. Essas cadeias apresentam longo comprimento quando comparados a sua unidade básica (mero). Com relação aos polímeros e ao arranjo das cadeias poliméricas, analise as afirmativas a seguir:
I- As cadeias poliméricas são compostas por vários meros. Os meros são a menor unidade de arranjo de átomos que descreve a estrutura de uma cadeia do polímero, de forma análoga a uma célula unitária dos materiais metálicos.
II- As cadeias poliméricas podem ser arranjadas de forma ordenada, ou desordenada. De fato, uma polímero cristalino é composto por cristalitos. Esses cristalitos contém regiões onde as cadeia estão ordenadas, intercaladas com regiões amorfas.
III- A menor unidade de uma cadeia polimérica que a descreve é denominada célula unitária. Os polímeros apresentam estrutura cristalina do tipo hexagonal compacta.
IV- Os polímeros apresentam transformações polimórficas em função da temperatura. Os polímeros cristalinos apresentam um transformação displasiva a 573 graus Celsius.
Assinale a alternativa CORRETA:
A) As afirmativas I e III estão corretas.
B) Somente a afirmativa I estão correta.
C) As afirmativas II, III e IV estão corretas.
D) As afirmativas I e II estão corretas.
5- Os diferentes tipos de materiais apresentam combinações diferentes de átomos. Além do arranjo cristalino diferente entre diferentes tipos de materiais, dependendo dos átomos envolvidos, haverão ligações químicas com determinadas características. Com relação às ligações químicas dos materiais, analise as afirmativas a seguir:
I- As ligações químicas nos materiais podem ser do tipo primária ou do tipo secundária. As ligações primárias são do tipo iônicas, covalentes ou metálicas.
II- As ligações iônicas são típicas de átomos com baixa diferença de eletronegatividade.
III- As ligações metálicas são caracterizadas pela presença do denominado "mar de elétrons", em que os elétrons da camada de valência estão livres, não pertencendo a átomos específicos.
IV- As ligações covalentes envolvem obrigatoriamente um átomo "A" não metálico ligado a um átomo "B" não metálico.
Assinale a alternativa CORRETA:
A) Somente a afirmativa I está correta.
B) As afirmativas II e IV estão corretas.
C) As afirmativas I, III e IV estão corretas.
D) As afirmativas I e III estão corretas.
6- Há cerca de dois anos, pesquisadores holandeses conseguiram sintetizar cerâmicas flexíveis - um material que é tipicamente quebradiço fabricado na forma de folhas finas, que dobram-se como papel. Agora, uma equipe da Universidade Purdue, nos EUA, encontrou uma forma de trabalhar com blocos maiores de cerâmica e torná-la quase tão maleável quanto um metal. O segredo está em aplicar uma corrente elétrica durante a fabricação da cerâmica, por um processo chamado sinterização, por meio do qual um material em pó coalesce em uma massa sólida - com a aplicação da eletricidade, o processo passa a ser conhecido como sinterização flash. Enquanto os metais podem ser tensionados entre 10 e 20% sem se quebrar, as cerâmicas tipicamente se fraturam com uma tensão de apenas 2 a 3%. Com o processamento por sinterização flash, o material resiste a tensões entre 7 e 10%. Aplicando a corrente elétrica durante a sinterização, a cerâmica ganha maleabilidade, podendo ser facilmente moldada em temperatura ambiente. Desse modo, a novidade aqui está em comprovar essa maleabilidade também sob altas temperaturas, justamente as condições nas quais a cerâmica tipicamente opera em condições reais. Com base no exposto, analise as afirmativas a seguir:
I- As cerâmicas são materiais tipicamente frágeis. Essa fragilidade existe em função da pouca mobilidadede discordâncias nesse tipo de material.
II- De acordo com a pesquisa, as cerâmicas produzidas através da sinterização flash passam a resistir a tensões máximas de 10%, da mesma ordem das tensões mínimas dos metais (10%), sem se quebrar.
III- Na sinterização flash, proposta pela pesquisa, um feixe de fótons é direcionado para o material durante o processo de sinterização.
IV- Na sinterização flash, proposta pela pesquisa, o material é produzido na forma de folhas finas, que dobram-se como papel.
Assinale a alternativa CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=ceramica-fabricada-eletricidade-deforma-como-metal&id=010160180615#.W9EJ7ntKgdU. Acesso em: 24 out. 2018.
A) As afirmativas II e III estão corretas.
B) As afirmativas II e IV estão corretas.
C) As afirmativas I e IV estão corretas.
D) As afirmativas I e II estão corretas.
7-Um novo material que é tão rígido quanto um metal, mas flexível o suficiente para resistir a fortes vibrações, promete transformar a indústria automobilística e vários outros setores. O material possui ao mesmo tempo uma alta rigidez e uma capacidade de amortecimento de impactos. Essa combinação quase impossível em um único material foi obtida usando folhas compostas trançadas em 3D a partir de fibras não ligadas entre si. Embora a trama seja criada como se fosse um material têxtil, os fios são metálicos. Isso permite que o interior do material se mova e absorva vibrações, enquanto o material circundante permanece rígido. Os materiais convencionais de amortecimento - a borracha, por exemplo - apresentam uma rigidez relativamente baixa, enquanto os metais e cerâmicas rígidos têm tipicamente um amortecimento insignificante. "Aqui, demonstramos que o alto amortecimento e a rigidez estrutural podem ser obtidos simultaneamente em treliças trançadas em 3D, soldando apenas juntas selecionadas da treliça, o que resulta em uma estrutura em rede intertravada para suportar carga, entrelaçada com elementos 'flutuantes' livres para gerar amortecimento", descreveram Ladan Salari Sharif e seus colegas da Universidade de Surrey, no Reino Unido. Com relação ao exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) O material descrito no texto combina as características de flexibilidade da borracha e a rigidez gerada pelo entrelaçamento de folhas em um arranjo tridimensional específico.
(    ) As folhas do material são entrelaçadas e algumas juntas selecionadas são soldadas, gerando certo nível de rigidez, combinada com certa mobilidade para absorção de energia mecânica.
(    ) A rigidez do material é diretamente proporcional a sua capacidade de absorver energia, como aquela gerada por vibrações.
(    ) A borracha é um material que apresenta uma baixa rigidez, ou seja, o seu módulo de elasticidade é baixo, apresentando uma alta capacidade de amortecimento.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=carros-sem-nenhuma-vibracao&id=010160181016#.W9D4n3tKgdU. Acesso em: 24 out. 2018.
A) V - F - V - F.
B) F - V - F - V.
C) F - F - V - F.
D) V - V - F - V.
8-Os materiais cristalinos são caracterizados por um arranjo espacial de átomos de longo alcance, e que pode ser descrito por uma fração de sua estrutura, denominada célula unitária. As células unitárias são como "tijolos", visto que com a junção de inúmeros desses tijolos, podemos construir o material em questão nas dimensões desejadas. Com relação às células unitárias, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) De posse do raio atômico do elemento químico e do tipo de estrutura cristalina é possível determinar o volume de vazio na célula unitária e, consequentemente, estimar a densidade do material cristalino.
(    ) O elemento Ferro apresenta, em temperatura ambiente, uma estrutura cúbica simples. Essa estrutura é caracterizada por um cubo, contendo átomos apenas nas arestas. Assim, o volume de átomos dentro da célula é igual a um átomo.
(    ) Em uma estrutura do tipo cúbica de faces centradas (CFC), o número de coordenação, ou seja, o número de átomos que estão ligados a cada átomo, é igual a 12. Já em uma estrutura do tipo cúbica de corpo centrado (CCC) o número de coordenação é 8.
(    ) Em um estrutura do tipo CFC, além dos átomos presentes em cada uma das arestas do cubo, a célula unitária comporta um átomo adicional, posicionado no centro da estrutura cristalina, ligado a cada um dos átomos das arestas.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A) V - V - F - V.
B) F - F - V - V.
C) V - F - V - F.
D) F - V - F - V.
9-"Normalmente as ligas de alumínio são leves e macias - em termos metálicos - e apresentam uma resistência mecânica baixa. No entanto, a equipe de Zhang descobriu duas técnicas capazes de alterar a microestrutura do alumínio para conferir-lhe maior resistência e ductilidade. O novo alumínio de alta resistência tornou-se possível pela introdução de 'falhas de empilhamento', que são distorções na estrutura do cristal - e essas distorções influenciam fortemente as características mecânicas dos metais e ligas. A rede cristalina de um metal é constituída por sequências repetitivas de camadas atômicas. Se faltar uma camada, diz-se que há uma falha de empilhamento. Além disso, podem ocorrer as chamadas -'fronteiras gêmeas', consistindo em duas camadas de falhas de empilhamento. Embora sejam fáceis de serem produzidas em metais como cobre e prata, essas distorções são difíceis de serem introduzidas no alumínio devido a sua alta 'energia de falha de empilhamento'. A equipe apostou então em um tipo específico de falha de empilhamento, chamada de fase 9R. 'Você precisa introduzir nanofronteiras gêmeas e fases 9R no alumínio nanogranulado para aumentar a força e a ductilidade e melhorar a estabilidade térmica', disse o professor Zhang. Foi exatamente isto o que ele e sua equipe descobriram como fazer - e de duas maneiras diferentes. A primeira técnica consiste na indução de fases 9R no alumínio - simples ou gêmeas - por choque, o que foi feita bombardeando filmes de alumínio ultrafinos com microprojéteis minúsculos de dióxido de silício. Na segunda técnica, a fase 9R e as fronteiras gêmeas foram induzidas no alumínio não por choque, mas pela introdução de átomos de ferro na estrutura do cristal de alumínio através de um processo chamado pulverização magnetrônica, ou pulverização catódica. Esta última abordagem é particularmente promissora porque, como o ferro também pode ser introduzido no alumínio usando outras técnicas, como a fundição, ela poderá ser ampliada do laboratório para aplicações industriais. 'Estes resultados mostram como fabricar ligas de alumínio que são comparáveis, ou mesmo mais resistentes, do que os aços inoxidáveis. Há um grande potencial de impacto comercial nesta descoberta', finalizou Zhang". Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) As falhas de empilhamento, defeitos característicos de estruturas cristalinas de metais como o cobre e a prata, podem ser introduzidos no alumínio, buscando obter incremento na resistência mecânica.
(    ) O alumínio e suas ligas são caracterizados pela alta resistência, porém alta densidade. A pesquisa concluiu que é possível reduzir a densidade do metal, através da introdução de defeitos na estrutura cristalina.
(    ) Como argumento para a possibilidade de aplicação industrial da descoberta, Zhang cita a possibilidade da introdução de átomos de de Fe na estrutura do Al usando processos de fabricação típicos desses metais, como é o caso da fundição.
(    ) As falhas de empilhamento foram produzidas utilizando laser com comprimento de onda na faixa visível, e na sequência introduzindo átomos de silício metálico através de uma técnica análoga à cementação de aços.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=aluminio-superforte-superar-aco-inoxidavel&id=010170180130#.Xv0ZNShKiUk.Acesso em: 1º jul. 2020.
A) F - F - F - F.
B) V - F - V - F.
C) F - V - F - V.
D) V - F - F - V.
10-Os materiais cerâmicos apresentam diversas aplicações, e suas características técnicas são desenvolvidas de acordo com as necessidades da aplicação, processamento e custos. Com relação às características dos materiais cerâmicos, assinale a alternativa CORRETA:
A) Os materiais cerâmicos são na maioria dos casos compostos por óxidos metálicos, e apresentam estrutura cristalina com pouca simetria.
B) Os vidros não são classificados como materiais cerâmicos, pois pertencem à classe dos polímeros.
C) Os materiais cerâmicos são intrinsecamente isolantes elétricos, pois não apresentam elétrons, somente prótons e nêutrons.
D) O cimento e o gesso, em função de sua característica de pega hidráulica, não são classificados como materiais cerâmicos.