ATIVIDADE 2 - CIÊNCIAS DOS MATERIAIS - 54_2024

ATIVIDADE 2 – CIÊNCIAS DOS MATERIAIS – 54_2024
Período:	14/10/2024 08:00 a 24/11/2024 23:59 (Horário de Brasília)
Status:	ABERTO
Nota máxima:	0,50
Gabarito:	Gabarito será liberado no dia 25/11/2024 00:00 (Horário de Brasília)
Nota obtida:

1ª QUESTÃO

“A proporcionalidade entre a tração e a deformação de engenharia é descrita pela Lei de Hooke. A tensão de engenharia σ é igual à deformação de engenharia ∈ multiplicada por E, que é a constante de proporcionalidade, conhecida como módulo de elasticidade ou módulo de Young, cuja unidade no SI é GPa (gigapascal). A determinação do módulo de elasticidade pode ser feita a partir da curva de tensão de engenharia versus deformação de engenharia do material, calculando-se a inclinação da curva na região elástica (inclinação da reta).”

SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. p. 110.

Diante do exposto, relacione a equação da Lei de Hooke com a equação da deformação e calcule a variação de comprimento (Δl) sabendo que a liga metálica é o alumínio com Módulo de Elasticidade igual a 69 GPa ou 69.10⁹Pa, com comprimento original de 400 mm, causada por uma tensão de tração com intensidade 100 ⋅ 10⁶ Pa, considerando a deformação totalmente elástica. Assinale a alternativa correta que traz o resultado do cálculo.

ALTERNATIVAS

	0,38 mm.
	0,48 mm.
	0,58 mm.
	0,68 mm.
	0,78 mm.

2ª QUESTÃO

“A ciência e engenharia de materiais é um campo de conhecimento interdisciplinar, que trata do estudo e manipulação da composição e estrutura dos materiais, com o intuito de controlar as propriedades destes por meio da síntese e do processamento para a produção de bens de uso e consumo.”

SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. p. 15.

No contexto da ciência e engenharia dos materiais, os termos “composição” e “estrutura” possuem significados distintos. Qual das alternativas abaixo descreve corretamente esses termos?

ALTERNATIVAS

	Composição refere-se à organização dos átomos, moléculas ou íons no material, enquanto estrutura refere-se à constituição química do material.
	Composição refere-se ao processo de transformação dos materiais em produtos de uso, enquanto estrutura refere-se ao processo de síntese do material.
	Composição refere-se à constituição química do material, enquanto estrutura refere-se à forma como os átomos, moléculas ou íons se organizam para a formação do material.
	Composição refere-se ao modo como os materiais sintetizados são transformados em bens de consumo, enquanto estrutura refere-se às substâncias químicas necessárias para a produção do material.
	Composição refere-se às substâncias químicas necessárias para a produção de um material, enquanto estrutura refere-se ao modo como os materiais sintetizados são transformados em bens de consumo.

3ª QUESTÃO

O arranjo cristalino infinito, tridimensional de pontos, no qual cada ponto possui vizinhanças idênticas, é chamado de rede cristalina. Essa rede cristalina possui os pontos, também chamados de nós, que podem estar arranjados de 14 diferentes formas, conhecidas como redes de Bravais.

Elaborado pelo professor (2022).

A seguir é apresentada uma célula unitária. Com base nos conhecimentos sobre sistemas cristalinos e redes de Bravais, julgue as afirmativas expostas sobre o sistema cristalino e o nome da estrutura para a célula unitária apresentada, sabendo que os parâmetros de rede são: a = 1nm; b = 1,3nm; c = 2,4nm; α ≠ β ≠ γ ≠ 90°.

Fonte: SOUZA, L. H. Ciências dos Materiais. Maringá: Unicesumar, 2019.

I. A célula apresentada é um sistema triclínico.
II. Estrutura tetraédrica de corpo centrado.
III. A célula unitária possui todas as arestas iguais.
IV. A célula unitária é um sistema ortorrômbico.

É correto o que se afirma em:

ALTERNATIVAS

	I, apenas.
	III, apenas.
	I e III, apenas.
	I e II, apenas.
	III e IV, apenas.

4ª QUESTÃO

“É fundamental conhecer o arranjo estrutural dos átomos na formação dos materiais, uma vez que esse arranjo determina muitas das propriedades desses materiais”.

SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. p.25.

Com base no texto sobre rede cristalina, estrutura cristalina e célula unitária, analise as seguintes afirmativas:

I. Uma rede cristalina é um conceito matemático que representa um arranjo tridimensional de pontos cuja vizinhança é idêntica, servindo como esqueleto para a formação das estruturas cristalinas e os átomos ou grupo de átomos.
II. A estrutura cristalina de um material é determinada pelo arranjo dos átomos, íons ou moléculas, podendo variar de formas simples a complexas, dependendo do tipo de material.
III. A célula unitária é a menor porção da rede cristalina que não pode ser repetida para formar a estrutura cristalina completa.

É correto o que se afirma em

ALTERNATIVAS

	I, apenas.
	II, apenas.
	III, apenas.
	I e II, apenas.
	I e III, apenas.

5ª QUESTÃO

“Muitos materiais, quando em serviço, são submetidos a forças ou cargas. Nestas situações é necessário conhecer as propriedades do material, dentre estas o módulo de resiliência.”

MEZZOMO, Mateus Henrique; MORAES, Amauri Gomes de. Determinação do módulo de elasticidade em aços e alumínio através da frequência natural comparado ao ensaio de tração. Matéria (Rio de Janeiro), v. 25, p. e-12635, 2020. Disponível em:<https://www.scielo.br/j/rmat/a/K3RXq6PCSdYMDFyfY6q3PPm/?format=html>. Acesso em: 16/11/2023.

Neste contexto, é possível calcular o módulo de resiliência de um material metálico, sabendo que a tensão no escoamento e a deformação no escoamento foram dados na Tabela 1 a seguir. Considere a largura de 57 mm para o comprimento original do corpo de prova.

Média de três amostras	Tensão no escoamento (MPa)	Deformação no escoamento (mm/mm)
Alumínio	792,80	0,013
Aço Domex 700	367,55	0,006
Aço SAE 1522	94,25	0,0015

Tabela 1 – Dados gerados no ensaio de tração.
Fonte: adaptado de Mezzomo e Moraes (2020).

Sabendo que:
1 MPA = 1 MN/m²
1 mm/mm = 1 m/m
N.m = J

Considerando o exposto, analise as afirmativas abaixo.

I. O módulo de resiliência do alumínio é aproximadamente 5,15 MJ/m³.
II. O módulo de resiliência do Aço Domex 700 é aproximadamente 1,10 MJ/m³.
III. O módulo de resiliência do Aço SAE 1522 é aproximadamente 0,071 MJ/m³.
IV. Um dos resultados que pode ser extraído da curva tensão-deformação de resistência à tração é o módulo de resiliência que é a tensão máxima na curva de tensão-deformação do material.

É correto o que se afirma em:

ALTERNATIVAS

	I e IV, apenas.
	II e III, apenas.
	III e IV, apenas.
	I, II e III, apenas.
	II, III e IV, apenas.

6ª QUESTÃO

A Figura 1 mostra os cinco primeiros picos do difratograma de raios X para um elemento que tem estrutura cristalina CCC (cúbica de corpo centrado). Usou-se radiação X monocromática com comprimento de onda de 0,1542 nm.

Figura 1 – Difratograma para elemento não especificado

Fonte: CALLISTER, William D.; RETHWISCH, David G. Ciencia e engenharia de materiales. Reverté, 2019.

Com a ajuda da Figura 2, contendo as regras de reflexão de difração de raios X e índices de reflexão para as estruturas cristalinas, assinale a alternativa que contenha, respectivamente, os índices h, k e l para o pico destacado:

Figura 2 – Regras de reflexão de difração de raios X e índices de reflexão para as estruturas cristalinas cúbica de corpo centrado, cúbica de faces centradas e cúbica simples

Fonte: CALLISTER, William D.; RETHWISCH, David G. Ciencia e engenharia de materiales. Reverté, 2019.

ALTERNATIVAS

	110.
	200.
	211.
	220.
	310.

7ª QUESTÃO

A “intensidade” com a qual a difusividade se processa está ligada ao coeficiente de difusividade, que depende de inúmeros parâmetros.
Elaborado pelo Professor, 2019.

Considerando o contexto, avalie as afirmações a seguir.

I. O coeficiente de difusividade é proporcional à temperatura do processo.
II. O coeficiente de difusividade depende dos átomos relacionados ao processo.
III. O coeficiente de difusividade varia exponencialmente com a temperatura.
IV. Uma das aplicações mais utilizada da difusão é a cementação, que é utilizada a diminuição da dureza de superfícies metálicas.

É correto o que se afirma em

ALTERNATIVAS

	I, II e III, apenas.
	I, II e IV, apenas.
	I, III e IV, apenas.
	II, III e IV, apenas.
	I, II, III e IV.

8ª QUESTÃO

Molibdênio é um mineral que se faz presente em pequenas quantidades no organismo humano, e a presença desse nutriente é importante porque ele participa de reações como co-fator de enzimas. Por exemplo, é necessária a presença de molibdênio para oxidar o enxofre que é um componente de proteínas.

Elaborado pelo professor (2022).

Sabendo que o molibidênio possui uma estrutura cristalina CCC (cúbica de corpo centrado), um raio atômico de 0,1363 nm e um peso atômico de 95,94 g/mol, quanto vale a sua massa específica teórica (ρ)?

Dados:

ALTERNATIVAS

	0,89 g/cm³.
	8,89 g/cm³.
	8,98 g/cm³.
	9,98 g/cm³.
	10,22 g/cm³.

9ª QUESTÃO

A Figura 1 mostra os cinco primeiros picos do difratograma de raios-X para um elemento, que tem estrutura cristalina CCC. Usou-se radiação X monocromática com comprimento de onda de 0,1542 nm.

Figura 1 – Difratograma para elemento não especificado

Fonte: CALLISTER, W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e Engenharia de Materiales. [S.l.]: Reverté, 2019.

Com a ajuda da Figura 2, que contém as regras de reflexão de difração de raios-X e índices de reflexão para as estruturas cristalinas, assinale a alternativa que contenha, respectivamente, os índices h, k e l para o pico destacado.

Figura 2 – Regras de Reflexão de Difração de Raios-X e Índices de Reflexão para as Estruturas Cristalinas Cúbica de Corpo Centrado, Cúbica de Faces Centradas e Cúbica Simples

Fonte: CALLISTER, W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e Engenharia de Materiales. [S.l.]: Reverté, 2019.

ALTERNATIVAS

	110.
	200.
	211.
	220.
	310.

10ª QUESTÃO

A ciência dos materiais é o campo interdisciplinar que estuda as propriedades, o comportamento e as aplicações de diferentes materiais. Essa área envolve a investigação da estrutura interna dos materiais em nível atômico ou molecular e como essa estrutura influencia as propriedades físicas, químicas, mecânicas, elétricas, magnéticas e térmicas dos materiais. Dentro desse contexto os materiais são separados por classes.

SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019.

Com base na classificação dos materiais, analise as seguintes afirmativas.

I. Os materiais cerâmicos possuem constituição atômica e propriedades semelhantes aos materiais poliméricos, por esse motivo estão classificados no mesmo grupo.
II. Compósitos são materiais que combinam duas ou mais classes de materiais com o intuito de atingir propriedades otimizadas/superiores em comparação com os materiais individuais.
III. Metais são classificados no mesmo grupo das cerâmicas e polímeros devido às suas semelhantes constituições atômicas e propriedades físicas.

É correto o que se afirma em

ALTERNATIVAS

	I, apenas.
	II, apenas.
	III, apenas.
	I e II, apenas.
	I, II e III.

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Tags: CIÊNCIAS DOS MATERIAIS

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