Lista de Exercícios Resolvidos - Ciência dos Materiais - Polímeros e Cerâmicas

1 O limite de resistência à tração e o peso molecular médio pelo número de moléculas para dois materiais à base de polietileno são os seguintes LRT MPa Mn gmol 85 12700 150 28500 Estime o peso molecular médio pelo número de moléculas que é exigido para produzir um limite de resistência à tração de 180 MPa 2 Determine a razão mínima entre os raios do cátion e do ânion para um número de coordenação 6 3 Supondo que um tijolo de argila é composto por caulinita Durante a queima do tijolo a caulinita se transforma em metacaulim liberando água Se o tijolo pesa inicialmente 05 kg qual é o peso dele após queima 4 Um total de 025m3 de partes em alumínio de uma aeronave é substituído por um compósito Kevlarepóxi 82 vol fibras de Kevlar Calcule a economia em massa em kg Densidades Kevlar 144gcm3 epóxi 11gcm3 Al 27gcm3 1 O limite de resistência à tração e o peso molecular médio pelo número de moléculas para dois materiais à base de polietileno são os seguintes LRT MPa Mn gmol 85 12700 150 28500 Estime o peso molecular médio pelo número de moléculas que é exigido para produzir um limite de resistência à tração de 180 MPa R A estimativa pode ser feita através de uma linearização linear 𝑦 12700 28500 12700 𝑥 85 150 85 𝑦 243𝑥 7962 𝑀𝑛 243𝐿𝑅𝑇 7962 Assim substituindo para LRT 180 MPa o peso molecular médio pelo número de moléculas necessário é 𝑀𝑛 243 180 7962 𝑀𝑛 35778 𝑔𝑚𝑜𝑙 2 Determine a razão mínima entre os raios do cátion e do ânion para um número de coordenação 6 R 𝑙 2𝑟𝐴 𝑙2 2𝑟𝐴 2𝑟𝐶 2𝑟𝐴2 2𝑟𝐶 2𝑟𝐴2 2𝑟𝐴 2𝑟𝐶 08284𝑟𝐴 𝑟𝐶 𝑟𝐴 0414 3 Supondo que um tijolo de argila é composto por caulinita Durante a queima do tijolo a caulinita se transforma em metacaulim liberando água Se o tijolo pesa inicialmente 05 kg qual é o peso dele após queima R Durante a queima do tijolo a reação que envolve a liberação de água da caulinita é 𝐴𝑙2𝑆𝑖2𝑂5𝑂𝐻4 𝐴𝑙2𝑆𝑖2𝑂7 2𝐻2𝑂 Assim como a razão molar da caulinita e do metacaulim é de 11 temos que o número de mols da caulinita é 𝐴𝑐𝑎𝑢𝑙𝑖𝑛𝑖𝑡𝑎 2 27 2 28 9 16 4 1 258 𝑔𝑚𝑜𝑙 𝑛𝑐𝑎𝑢𝑙𝑖𝑛𝑖𝑡𝑎 500 258 1938 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑛𝑚𝑒𝑡𝑎𝑐𝑎𝑢𝑙𝑖𝑚 Portanto a massa de metacaulim é 𝐴𝑚𝑒𝑡𝑎𝑐𝑎𝑢𝑙𝑖𝑚 2 27 2 28 7 16 222 𝑔𝑚𝑜𝑙 𝑛𝑚𝑒𝑡𝑎𝑐𝑎𝑢𝑙𝑖𝑚 1938 222 4302 𝑔 4 Um total de 025m3 de partes em alumínio de uma aeronave é substituído por um compósito Kevlarepóxi 82 vol fibras de Kevlar Calcule a economia em massa em kg Densidades Kevlar 144gcm3 epóxi 11gcm3 Al 27gcm3 R Primeiramente a massa de Al utilizada é 𝑚𝐴𝑙 2700 𝑘𝑔𝑚³ 025 𝑚³ 675 𝑘𝑔 Assim a massa do compósito para o mesmo volume será 𝑚𝑐𝑜𝑚𝑝ó𝑠𝑖𝑡𝑜 1440 025 082 1100 025 018 3447 𝑘𝑔 Portanto a massa desta parte da aeronave será 51 da massa original em alumínio 1 O limite de resistência à tração e o peso molecular médio pelo número de moléculas para dois materiais à base de polietileno são os seguintes LRT MPa Mn gmol 85 12700 150 28500 Estime o peso molecular médio pelo número de moléculas que é exigido para produzir um limite de resistência à tração de 180 MPa R A estimativa pode ser feita através de uma linearização linear y12700 2850012700 x85 15085 y243x7962 Mn243LRT 7962 Assim substituindo para LRT 180 MPa o peso molecular médio pelo número de moléculas necessário é Mn2431807962 Mn35778gmol 2 Determine a razão mínima entre os raios do cátion e do ânion para um número de coordenação 6 R l2r A l22r A2rC2r A2 2rC2r A22r A 2rC08284 r A rC r A 0414 3 Supondo que um tijolo de argila é composto por caulinita Durante a queima do tijolo a caulinita se transforma em metacaulim liberando água Se o tijolo pesa inicialmente 05 kg qual é o peso dele após queima R Durante a queima do tijolo a reação que envolve a liberação de água da caulinita é Al2Si2O5OH4 Al2Si2O72 H 2O Assim como a razão molar da caulinita e do metacaulim é de 11 temos que o número de mols da caulinita é Acaulinita22722891641258gmol ncaulinita500 2581938molsnmetacaulim Portanto a massa de metacaulim é Ametacaulim227228716222gmol nmetacaulim19382224302 g 4 Um total de 025m3 de partes em alumínio de uma aeronave é substituído por um compósito Kevlarepóxi 82 vol fibras de Kevlar Calcule a economia em massa em kg Densidades Kevlar 144gcm3 epóxi 11gcm3 Al 27gcm3 R Primeiramente a massa de Al utilizada é m Al2700kgm ³025m ³675 kg Assim a massa do compósito para o mesmo volume será mcompósito14400250821100025018344 7 kg Portanto a massa desta parte da aeronave será 51 da massa original em alumínio