Considere as seguintes afirmações sobre o processo de reciclagem de materiais:

I. As reciclagens térmica e química são inviáveis para compósitos de matrizes termofixas, restando apenas a destinação em aterros.

II. A reciclagem química pode envolver processos como pirólise e gaseificação, convertendo polímeros em insumos químicos.

III. A reciclagem energética tem como principal vantagem o aproveitamento do elevado poder calorífico dos polímeros, mas pode gerar gases que precisam de tratamento ambiental adequado.

IV. Ao contrário de metais como alumínio ou cobre, que têm alto valor de mercado e forte incentivo econômico para serem reciclados, o vidro tem baixo valor agregado e pouco estímulo econômico direto para sua coleta e reciclagem.

Assinale a opção que contém as afirmações CORRETAS.

O ciclo Rankine simples é amplamente utilizado em usinas termoelétricas com turbinas a vapor para geração de energia elétrica. Em cada etapa do ciclo, o fluido de trabalho apresenta diferentes condições de temperatura e pressão, exigindo materiais específicos em cada componente do sistema. A eficiência térmica \( \eta \) pode ser expressa em função das entalpias específicas como:

\( \eta = \dfrac{[(h_1 - h_2) - (h_4 - h_3)]}{h_1 - h_4} \)

onde:
• h1: entalpia específica do vapor na entrada da turbina (kJ/kg)
• h2: entalpia específica do vapor na saída da turbina (kJ/kg)
• h3: entalpia específica do fluido na saída do condensador / entrada da bomba (kJ/kg)
• h4: entalpia específica do fluido na saída da bomba / entrada da caldeira (kJ/kg)

Analise as afirmações a seguir:

I. Na entrada da turbina (h1), o vapor está em alta temperatura e pressão, e por isso são utilizadas superligas de níquel, que oferecem excelente resistência à fluência (creep) e à corrosão a quente.

II. Na saída da turbina (h2), o vapor ainda está superaquecido, por isso utiliza-se predominantemente cerâmicas refratárias, que resistem a temperaturas muito elevadas, mesmo que tenham baixa tenacidade.

III. No condensador e entrada da bomba (h3), o fluido está em estado líquido sub-resfriado e os componentes em contato com o fluido costumam ser feitos de ligas de cobre ou titânio, devido à alta condutividade térmica e resistência à corrosão.

IV. Na saída da bomba / entrada da caldeira (h4), o fluido está em estado gasoso sob alta pressão, e os materiais mais comuns são aços inoxidáveis austeníticos, que suportam pressões elevadas com boa ductilidade

Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S) apenas:

Muitos materiais estruturais podem apresentar falhas provenientes de sua exposição a tensões cíclicas. Um tipo de falha que ocorre principalmente em materiais metálicos é a presença de discordâncias. O que são discordâncias em materiais cristalinos?

Considere as afirmações abaixo sobre a degradação de materiais poliméricos:

I. A radiação ionizante pode ser aplicada a materiais poliméricos tanto de forma controlada, visando melhorar propriedades, quanto de forma indesejada, causando degradação.

II. O cloreto de polivinila e os fluorocarbonos são exemplos de materiais poliméricos susceptíveis à degradação conhecida como intemperismo.

III. Polímeros semicristalinos, como o polietileno de alta densidade (PEAD), dissolvem-se facilmente em solventes polares à temperatura ambiente.

IV. O inchamento é típico de polímeros reticulados, como a borracha vulcanizada, que absorvem solventes, mas não se dissolvem.

Assinale a opção que contém as afirmações CORRETAS.

Compósitos de fibra de carbono e ligas de alumínio, por serem leves, são tipicamente utilizados em suportes para estruturas em energia solar e eólica. Deseja-se projetar uma haste leve que deve atender uma restrição de deflexão máxima \( \delta \le \delta_0 \) sob carregamento de flexão. Considere uma viga de seção retangular (largura b, espessura t) e comprimento L. Use a fórmula da deflexão para apoio simples com carga central F (três pontos) — relação clássica dada por:

\( \delta = \dfrac{F L^3}{48 E I} \)

onde, E = módulo de Young (módulo de elasticidade) do material (Pa = N·m²) e I = momento de inércia da seção (m&sup4;). Considerando a seção retangular de largura b e espessura t (geometria livre, mas constante ao longo do comprimento L), o momento de inércia é dado por: \( I = \dfrac{b t^3}{12} \)

A massa da viga é \( m = \rho b t L \), onde \( \rho \) = densidade do material (kg·m³).

Para uma hipótese prática que a seção mantém proporção geométrica (razão de aspecto) fixa \( b = \alpha t \), com \( \alpha \) adimensional (por exemplo \( \alpha = 3 \) em muitas vigas retangulares), a dependência da massa da viga com E e \( \rho \) impondo a restrição de rigidez é proporcional à:

Um engenheiro precisa selecionar uma liga metálica para a fabricação de um componente que operará continuamente em uma turbina a gás, a temperaturas superiores a 700 °C. O material deve manter sua microestrutura estável e resistir à deformação sem sofrer transformações de fase indesejadas. Qual ferramenta é mais adequada para orientar a escolha da liga?

A escolha de materiais para aplicações em engenharia depende fortemente da estrutura (cristalina ou amorfa) e da forma como ela influencia propriedades. Analise as assertivas abaixo e assinale a alternativa que contém todas as CORRETAS:

I – Metais cristalinos tendem a apresentar estruturas CFC, CCC ou TCC, com alta densidade de empacotamento atômico, o que explica sua boa condutividade elétrica e térmica.

II – Nas cerâmicas iônicas, a eletronegatividade relativa dos átomos e a razão de raios iônicos determinam a estrutura cristalina destes materiais.

III – Polímeros semicristalinos apresentam regiões cristalinas alternadas com regiões amorfas, sendo a cristalinidade um fator que aumenta a densidade, a rigidez e a resistência térmica.

IV – Em cerâmicas covalentes (como SiC e Si₃N₄), a direcionalidade das ligações dificulta o movimento de discordâncias, resultando em alta dureza e baixa tenacidade à fratura.

V – Polímeros amorfos apresentam comportamento vítreo acima da temperatura de fusão cristalina (Tm), adquirindo ductilidade.

VI – Em ligas metálicas, a presença de contornos de grão favorece a difusão atômica, especialmente em altas temperaturas, sendo essa difusão mais rápida nos contornos de grão do que no interior dos grãos.

Estão corretas as assertivas:

No diagrama de fases Fe–C, a microestrutura dos aços depende fortemente da composição e da temperatura. Entre as possíveis microestruturas, a perlita é desejada em muitas aplicações, pois combina resistência mecânica com certa ductilidade. A formação da perlita ocorre a partir de qual transformação?

Um componente metálico de uma turbina deve ser inspecionado quanto à presença de trincas internas sem comprometer sua integridade estrutural. O ensaio mais adequado é:

As ligas metálicas usadas em pás de turbinas a gás são projetadas para suportar altas temperaturas e tensões. O desempenho depende diretamente da organização cristalina do material. Qual das alternativas corresponde a uma estrutura cristalina cúbica de face centrada (CFC), típica de metais dúcteis como o alumínio e o cobre?