No ensaio de tração de uma liga de alumínio para estruturas aeronáuticas, a presença de falhas cristalinas influencia o comportamento do material. A figura abaixo mostra, de forma esquemática, para um metal hipotético, a relação entre a densidade de discordâncias e as propriedades mecânicas de um material. Com base nos conceitos de defeitos cristalinos, assinale a alternativa que melhor explica o comportamento ilustrado no gráfico.

Um engenheiro está avaliando o desempenho de ligas metálicas utilizadas em tubulações de caldeiras, que operam em altas temperaturas e em contato com vapor e oxigênio. Com o tempo, observa-se perda de material e redução da resistência mecânica. Marque a alternativa que melhor descreve o processo que está ocorrendo:

Um corpo de prova retangular em chapa de alumínio laminado, com largura = 10 mm, espessura = 1,5 mm e comprimento útil = 50 mm foi submetido a um ensaio de tração a velocidade constante de 50 mm/min. Na região elástica linear, uma carga de 6 kN provocou um alongamento de 0,25 mm. Estime o módulo de elasticidade (E) do material.

Considere as seguintes afirmações sobre semicondutores:

I. O silício dopado com boro forma um semicondutor tipo n, pois adiciona elétrons livres à banda de condução.

II. Um semicondutor tipo n tem como portadores majoritários os elétrons, enquanto um tipo p tem como portadores majoritários as lacunas.

III. A condutividade de um semicondutor tipo p aumenta com a adição de átomos doadores.

IV. Semicondutores extrínsecos podem ser obtidos a partir de semicondutores elementares ou compostos.

Assinale a opção que contém as afirmações INCORRETAS.

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?