LISTA DE EXERCÍCIOS – DISCIPLINADE

CIÊNCIAS DOS MATERIAIS M1.2 – 2020

Questão 1

ENADE 2005

Salto nanotecnológico

Destaca-se, na atuação de engenheiros da área de materiais, a busca de novas estruturas que possam ser aplicadas na fabricação de micro e nanoelementos para a indústria eletrônica. Nesse sentido, o uso de peças de metal, para se controlar o fluxo elétrico em dispositivos bastante específicos poderá, em breve, ser desnecessário. Pesquisa desenvolvida pela Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, mostra que o nanotubo de carbono (diâmetro típico de 1 nm) poderá também desempenhar o papel de controlador elétrico. Um nanotubo de carbono é uma monocamada de átomos de carbono na forma de rolo de dimensões nanométricas, caracterizado por um certo diâmetro e um certo ângulo de helicidade, características que o definem completamente. Aparentemente, os nanotubos de carbono são gerados a partir de gotas de carbono que aparecem a temperaturas de alguns milhares de graus Celsius quando utilizado o método do arco elétrico. Não há provas da existência da fase líquida do carbono. Como a temperatura de fusão do carbono, em pressão atmosférica, é da ordem de 5.000°C, alguns cientistas acreditam que o carbono evapora antes de fundir. Entretanto, os nanotubos de carbono observados através de microscopia eletrônica revelaram a ocorrência de bolhas que lembram as gotas de orvalho que se formam sobre os fios de uma teia de aranha.

O primeiro passo para se viabilizar essa nova tecnologia na fabricação de dispositivos semicondutores (chips) é a caracterização estrutural dos nanotubos de carbono. Para corretamente se caracterizar a estrutura de um nanotubo de carbono isolado (diâmetro e helicidade), a técnica mais apropriada é:

a) difração de raios X.

b) cromatografia.

c) análise térmica diferencial.

d) microscopia eletrônica.

e) espectrometria de absorção atômica.

Questão 2

ENADE 2005 – ADAPTADO

Os limites de resistência dos metais são extremamente importantes no dimensionamento de projetos estruturais nas áreas de construção civil e de equipamentos mecânicos. A figura a seguir ilustra um exemplo de ponte em que foi utilizado projeto de estrutura metálica.

Para a obtenção de parâmetros de projetos, é necessário realizar ensaios de avaliação de propriedades mecânicas. Um diagrama de tensãodeformação obtido em um ensaio de tração para uma liga metálica está mostrado a seguir.

Em relação a esse diagrama, assinale a opção correta.

a) O limite de escoamento é o ponto que define o início do regime de deformação elástica (II).

b) O módulo de elasticidade pode ser obtido por meio da inclinação da curva no regime plástico de deformação.

c) A tenacidade do material é a energia total, plástica ou elástica, que o material absorve até a ruptura, podendo ser obtida pela área abaixo da curva tensão-deformação.

d) A resiliência, também denominada de fluência, é a capacidade de absorção de energia após a ruptura.

e) A ductilidade pode ser expressa como a capacidade de deformação no regime elástico (I) do material.

Questão 3

ENADE 2005 ADAPTADO

Um início promissor Os primeiros polímeros sintéticos foram descobertos no início do século passado. Naqueles primórdios, o desenvolvimento era praticamente todo feito de forma empírica, pois pouco ouquase nada se sabia do que hoje se chama ciência dos polímeros. Foi Hermann Staudinger, químico alemão, que lançou, em 1920, uma centelha na escuridão propondo a Teoria da Macromolécula. Sua interpretação conceituava os polímeros como materiais formados por moléculas enormes, ou macromoléculas, com milhares de átomos encadeados em longas sequências, formando uma cadeia polimérica. A partir dessa concepção, os avanços deram-se de forma consciente e sistemática. Nas três décadas seguintes, vários polímeros foram criados, culminando esse avanço na polimerização estereoespecífica do polipropileno isotático, feita em 1956 pelo químico italiano Giulio Natta.

Tendo o texto acima como referência, assinale a opção correta. a) A polimerização de um monômero dá-se sempre com a formação de cadeias que não se repetem. b) Nos polímeros, o encadeamento é o mais comum, devido a sua maior mobilidade e à consequente reatividade, resulta no crescimento da cadeia. c) Todas as macromoléculas que existem são polímeros. d) Para a produção de qualquer polímero, é necessário somente a análise do comportamento da deformação interna. e) O grande mérito de H. Staudinger foi ter criado a sua teoria com base na técnica de moléculas que lentamente sofrem reações químicas irreversíveis.

Questão 4

ENADE 2008 ADAPTADO

“Poliacetal ou Acetal e Poliformaldeído. O polímero foi descoberto em 1922 por Herman Staudinger, porém só obteve reconhecimento em 1953, quando o químico recebeu prêmio Nobel de Química. É um polímero termoplástico semicristalino, ou seja, há em sua estrutura domínios cristalinos (ordenados) e também domínios amorfos (desordenados). Por causa da sua composição cristalina, traz as características de ser um polímero branco e opaco. É utilizado em peças de precisão que requerem uma elevada rigidez, baixo atrito e excelente estabilidade dimensional”

Luma é o nome de um robô que serve para inspeção de represas e do meio ambiente marinho e foi construído para operar, no máximo, a 50 metros de profundidade. Pesquisadores agora querem adaptá-lo para mergulhar no continente Antártico até a profundidade de 500 metros. Para isso sua estrutura de alumínio foi trocada para poliacetal. O poliacetal é um bom substituto de materiais metálicos, como o alumínio usado no robô, por ser ele

a) um polímero termofixo, pesado, com alto coeficiente de atrito, capaz de ser utilizado até temperaturas de trabalho próximas à temperatura ambiente.

b) um copolímero, leve, com alta capacidade de absorção de água e com baixa resistência ao impacto.

c) um polímero termoplástico, leve, resistente à água e com alta resistência mecânica.

d) uma borracha, com alta resistência a ambientes altamente corrosivos, alta capacidade de absorção de água e baixa resistência ao impacto.

e) é um compósito termofixo, pesado, com alto coeficiente de atrito, capaz de ser utilizado até temperaturas de trabalho próximas à ambiente.

Questão 5

ENADE 2011 ADAPTADO

“Fenômeno que leva à fratura sob tensões repetitivas ou oscilantes de máximo valor menor que a resistência do material. A fratura por Fadiga é progressiva, iniciando como mínimas trincas que crescem sob ação das tensões cíclicas”. A fadiga é classificada como um tipo de falha que ocorre em materiais submetidos a tensões cíclicas. Nessas circunstâncias, é possível que o material sofra uma fratura sob uma tensão inferior ao limite de escoamento. Considerando um projeto de um sistema mecânico:

I. A fratura por fadiga em ligas metálicas é rara.

II. Como ocorre em metais, os polímeros também podem apresentar falha por fadiga.

III. Esporadicamente acontece fratura por fadiga em cerâmicas.

IV. O carregamento cíclico contínuo faz com que as trincas cresçam gradualmente, tornando-se falhas por fadiga.

É correto o que se afirma em:

a) I e II, apenas.

b) III e IV, apenas.

c) I, II e III, apenas.

d) I, II, III e IV.

e) II, III e IV, apenas

Questão 6

ENADE 2011 ADAPTADO

A caracterização microestrutural por microscopia óptica permite relacionar a microestrutura com as propriedades de um material. O resultado de uma boa caracterização depende do conhecimento teórico da técnica. Em relação à microscopia óptica, analise as afirmações abaixo.

I. A imagem observada averigua a microestrutura do material.

II. A microscopia é usada em diversos campos, contanto só é eficiente na medicina e biologia.

III. Na microscopia, o feixe de elétrons refletido é focado e a imagem é formada com lentes metálicas.

IV. A resolução de um sistema microscópico significa a sua capacidade de separar individualmente detalhes, ampliando a imagem, que geralmente, não observáveis ao olho humano.

É correto apenas o que se afirma em:

a) I e II.

b) I e IV.

c) II e III.

d) I, III e IV.

e) II, III e IV.

Questão 7

ENADE 2011

A têmpera é um dos tratamentos térmicos mais antigos na prática do endurecimento dos aços liga. Muitas peças desse aço só atingem determinadas propriedades após a têmpera. Entretanto, na maioria das aplicações, ainda é necessário mais uma etapa de tratamento térmico, chamado de revenido. A etapa do revenido após a têmpera é necessária para

a)transformar a austenita retida em esferoidita.

b)aumentar o valor da tenacidade à fratura.

c)aumentar a resistência a corrosão.

d)se obter a bainita inferior.

e)se obter a perlita fina.

Questão 8

ENADE 2011 ADAPTADO

O Brasil produziu, em 2009, 471 mil toneladas de PET – polietileleno tereftalato –, cerca de 90% foram utilizados na fabricação de garrafas, sendo que 55,6% (262 mil toneladas) retornaram ao ciclo industrial para serem recicladas após o consumo. Atualmente, o maior mercado para o PET pósconsumo está na indústria têxtil, onde é aplicado como multifilamento (fios de costura, tapetes, carpetes etc.) ou monofilamento (cordas, cerdas de vassouras e escovas). Disponível em: www.cempre.org.br (com adaptações).

Os processos de fabricação empregados na reciclagem do PET irão depender do produto final a ser obtido. No caso da reciclagem das garrafas PET para produção de um termoplástico viscoso sob pressão por meio de uma matriz com extremidade aberta, qual o principal processo de fabricação envolvido?

a) Moldagem por Sopro.

b) Termoformagem.

c) Rotomoldagem.

d) Extrusão.

e) Injeção.

Ciência dos Materiais