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Engenharia Química ·
Ciência dos Materiais
· 2021/2
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2º Prova: EQI-365: Ciência dos Materiais - Prof. Robinson Luciano Manfro. Nome:______________________________________________DRE:____________________ Data: ____________________ 1) Os dados a seguir foram coletados em um corpo de prova padronizado, com 1,263 cm de diâmetro, referente a uma liga de cobre (comprimento inicial = 5 cm). Carga (N) Δl (cm) 0 0,00000 13.340 0,00418 26.690 0,00833 33.360 0,01043 40.030 0,02250 46.700 0,10000 53.380 0,65000 55.160 1,25000 (carga máxima) 50.170 2,55000 (fratura) Depois da fratura, o comprimento total era de 7,535 cm, com um diâmetro de 0,935 cm. Construa o gráfico tensão-deformação usando Microsoft Excel e calcule: a) A tensão limite de escoamento. b) O limite de resistência à tração. c) O módulo de elasticidade. d) O alongamento percentual. e) A redução percentual de área. f) A tensão de engenharia na fratura. g) A tensão verdadeira na fratura. h) Determine a resiliência deste material. 2) Três corpos de prova de fadiga idênticos (identificados como A, B e C) são fabricados a partir de uma liga não ferrosa. Cada um é submetido a um dos ciclos de tensão máxima – mínima listados na tabela a seguir; a frequência é a mesma em todos os três ensaios. Corpo de Prova σmáx (MPa) σmin (MPa) A +450 -350 B +400 -300 C +340 -340 a) Classifique (através de cálculos) as vidas em fadiga desses três corpos de prova, da mais longa para a mais curta. b) Justifique essa classificação usando um gráfico S-N esquemático. 3) (a) Explique por que nenhum buraco é gerado pela excitação eletrônica que envolve um átomo de impureza doador. (b) Explique por que nenhum elétron livre é gerado pela excitação eletrônica que envolve um átomo de impureza receptor. 4) Explique sucintamente por que as condutividades térmicas são maiores para as cerâmicas cristalinas do que para as cerâmicas não cristalinas. 5) A permeabilidade magnética de um material ferromagnético é constante? Explique. 6) Explique com suas palavras os dois mecanismos envolvendo os elétrons responsáveis pela geração de campos magnéticos. 7) Considere o esquema ao lado que representa uma pilha constituída de metal cobre em solução aquosa de sulfato de cobre e metal cádmio em solução de sulfato de cádmio. Uma tabela fornece a informação de que os potenciais padrão de redução do Cu2+ e do Cd2+ são, respectivamente, +0,34 V e -0,40 V. Sendo a concentração do sulfato de cobre e do sulfato de cádmio iguais a 0,5 M e 0,001 M, responda: a) Quais dos eletrodos opera como anodo e como catodo da pilha galvânica formada? E quais são as respectivas reações anódicas e catódicas? b) Qual é o potencial (ddp) da pilha formada?
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2º Prova: EQI-365: Ciência dos Materiais - Prof. Robinson Luciano Manfro. Nome:______________________________________________DRE:____________________ Data: ____________________ 1) Os dados a seguir foram coletados em um corpo de prova padronizado, com 1,263 cm de diâmetro, referente a uma liga de cobre (comprimento inicial = 5 cm). Carga (N) Δl (cm) 0 0,00000 13.340 0,00418 26.690 0,00833 33.360 0,01043 40.030 0,02250 46.700 0,10000 53.380 0,65000 55.160 1,25000 (carga máxima) 50.170 2,55000 (fratura) Depois da fratura, o comprimento total era de 7,535 cm, com um diâmetro de 0,935 cm. Construa o gráfico tensão-deformação usando Microsoft Excel e calcule: a) A tensão limite de escoamento. b) O limite de resistência à tração. c) O módulo de elasticidade. d) O alongamento percentual. e) A redução percentual de área. f) A tensão de engenharia na fratura. g) A tensão verdadeira na fratura. h) Determine a resiliência deste material. 2) Três corpos de prova de fadiga idênticos (identificados como A, B e C) são fabricados a partir de uma liga não ferrosa. Cada um é submetido a um dos ciclos de tensão máxima – mínima listados na tabela a seguir; a frequência é a mesma em todos os três ensaios. Corpo de Prova σmáx (MPa) σmin (MPa) A +450 -350 B +400 -300 C +340 -340 a) Classifique (através de cálculos) as vidas em fadiga desses três corpos de prova, da mais longa para a mais curta. b) Justifique essa classificação usando um gráfico S-N esquemático. 3) (a) Explique por que nenhum buraco é gerado pela excitação eletrônica que envolve um átomo de impureza doador. (b) Explique por que nenhum elétron livre é gerado pela excitação eletrônica que envolve um átomo de impureza receptor. 4) Explique sucintamente por que as condutividades térmicas são maiores para as cerâmicas cristalinas do que para as cerâmicas não cristalinas. 5) A permeabilidade magnética de um material ferromagnético é constante? Explique. 6) Explique com suas palavras os dois mecanismos envolvendo os elétrons responsáveis pela geração de campos magnéticos. 7) Considere o esquema ao lado que representa uma pilha constituída de metal cobre em solução aquosa de sulfato de cobre e metal cádmio em solução de sulfato de cádmio. Uma tabela fornece a informação de que os potenciais padrão de redução do Cu2+ e do Cd2+ são, respectivamente, +0,34 V e -0,40 V. Sendo a concentração do sulfato de cobre e do sulfato de cádmio iguais a 0,5 M e 0,001 M, responda: a) Quais dos eletrodos opera como anodo e como catodo da pilha galvânica formada? E quais são as respectivas reações anódicas e catódicas? b) Qual é o potencial (ddp) da pilha formada?