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Enade Exame de 2005 - PROVAS - Engenharia - Grupo V

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FORMA O GERAL Q U ES T O 1 Q U ES T O 3 Est em discuss o, na sociedade brasileira, a possibilidade de uma reforma pol tica e eleitoral. Fala-se, entre outras propostas, em financiamento p blico de campanhas, fidelidade partid ria, lista eleitoral fechada e voto distrital. Os dispositivos ligados obrigatoriedade de os candidatos fazerem declara o p blica de bens e prestarem contas dos gastos devem ser aperfei oados, os rg os p blicos de fiscaliza o e controle podem ser equipados e refor ados. Com base no exposto, mudan as na legisla o eleitoral poder o representar, como principal aspecto, um refor o da As a es terroristas cada vez mais se propagam pelo mundo, havendo ataques em v rias cidades, em todos os continentes. Nesse contexto, analise a seguinte not cia: No dia 10 de mar o de 2005, o Presidente de Governo da Espanha, Jos Luis Rodriguez Zapatero, em confer ncia sobre o terrorismo, ocorrida em Madri para lembrar os atentados do dia 11 de mar o de 2004, assinalou que os espanh is encheram as ruas em sinal de dor e solidariedade e, dois dias depois, encheram A pol tica, porque garantir o a sele o de pol ticos experientes e id neos. B economia, porque incentivar o gastos das empresas p blicas e privadas. C moralidade, porque inviabilizar o candidaturas despreparadas as urnas, mostrando, assim, o nico caminho para derrotar o terrorismo: a democracia . Tamb m proclamou que n o existe libi para o assassinato indiscriminado. Zapatero afirmou que n o h pol tica, nem ideologia, resist ncia ou luta no terror, s h o vazio da futilidade, a inf mia e a barb rie. Tamb m defendeu a intelectualmente. D tica, porque facilitar o o combate corrup o e o est mulo transpar ncia. E cidadania, porque permitir o a amplia o do n mero de cidad os com direito ao voto. comunidade isl mica, lembrando que n o se deve vincular esse fen meno com nenhuma civiliza o, cultura ou religi o. Por esse motivo, apostou na cria o pelas Na es Unidas de uma alian a de civiliza es, para que n o se continue ignorando a pobreza Q U ES T O 2 extrema, a exclus o social ou os Estados falidos, que constituem, Leia e relacione os textos a seguir. segundo ele, um terreno f rtil para o terrorismo . Isabel Mancebo. Madri fecha confer ncia sobre terrorismo e re le mb ra o s m o rt o s d e 1 1 - M . D isp o n ve l em: ht t p ://w w w 2 . r nw . n l/r n w /p t/a t u a lid a d e /e u ro p a / a t 0 5 0 3 1 1 _ onzedemarco?Acesso em Set. 2005 (com adapta es). O Governo Federal deve promover a inclus o digital, pois a falta de acesso s tecnologias digitais acaba por excluir socialmente o cidad o, em especial a juventude. A principal raz o, indicada pelo governante espanhol, para que haja tais iniciativas do terror est explicitada na seguinte afirma o: Projeto Casa Brasil de inclus o digital come a em 2004. In: Mariana Mazza. JB online. A O desejo de vingan a desencadeia atos de barb rie dos terroristas. Comparando a proposta acima com a charge, pode-se concluir que A o conhecimento da tecnologia digital est democratizado no Brasil. B A democracia permite que as organiza es terroristas se desenvolvam. C A desigualdade social existente em alguns pa ses alimenta o B a preocupa o social preparar quadros para o dom nio da inform tica. C o apelo inclus o digital atrai os jovens para o universo da computa o. D o acesso tecnologia digital est perdido para as comunidades terrorismo. D O choque de civiliza es aprofunda os abismos culturais entre os pa ses. E A intoler ncia gera medo e inseguran a criando condi es carentes. E a dificuldade de acesso ao mundo digital torna o cidad o um para o terrorismo. exclu do social. ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 1 Q U ES T O 4 Laerte. O c ondom nio . Laerte. O c ondom nio . Internet: <http://www2.uol.com.br/laerte/tiras/index-condom nio.html>. As duas charges de Laerte s o cr ticas a dois problemas atuais da sociedade brasileira, que podem ser identificados A pela crise na sa de e na seguran a p blica. B pela crise na assist ncia social e na habita o. C pela crise na educa o b sica e na comunica o. D pela crise na previd ncia social e pelo desemprego. E pela crise nos hospitais e pelas epidemias urbanas. Q U ES T O 5 Leia trechos da carta-resposta de um cacique ind gena sugest o, feita pelo governo do estado da Virg nia (EUA), de que uma tribo de ndios enviasse alguns jovens para estudar nas escolas dos brancos. (...) N s estamos convencidos, portanto, de que os senhores desejam o nosso bem e agradecemos de todo o cora o. Mas aqueles que s o s bios reconhecem que diferentes na es t m concep es diferentes das coisas e, sendo assim, os senhores n o ficar o ofendidos ao saber que a vossa id ia de educa o n o a mesma que a nossa. (...) Muitos dos nossos bravos guerreiros foram formados nas escolas do Norte e aprenderam toda a vossa ci ncia. Mas, quando eles voltaram para n s, eram maus corredores, ignorantes da vida da floresta e incapazes de suportar o frio e a fome. N o sabiam ca ar o veado, matar o inimigo ou construir uma cabana e falavam nossa l ngua muito mal. Eles eram, portanto, in teis. (...) Ficamos extremamente agradecidos pela vossa oferta e, embora n o possamos aceit -la, para mostrar a nossa gratid o, concordamos que os nobres senhores de Virg nia nos enviem alguns de seus jovens, que lhes ensinaremos tudo que sabemos e faremos deles homens. Carlos Rodrigues Brand o. O que educa o. S o Paulo: Brasiliense, 1984. A rela o entre os dois principais temas do texto da carta e a forma de abordagem da educa o privilegiada pelo cacique est representada por: A sabedoria e pol tica / educa o difusa. B identidade e hist ria / educa o formal. C ideologia e filosofia / educa o superior. D ci ncia e escolaridade / educa o t cnica. E educa o e cultura / educa o assistem tica. ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 2 Q U ES T O 7 Q U ES T O 6 La Vanguardia, 4/12/2004. O referendo popular uma pr tica democr tica que vem sendo Colec o Roberto Marinho. Seis d cadas da arte moderna brasileira. Lisboa: Funda o Calouste Gulbenkian, 1989. p. 53. exercida em alguns pa ses, como exemplificado, na charge, pelo caso espanhol, por ocasi o da vota o sobre a aprova o ou n o da Constitui o Europ ia. Na charge, pergunta-se com destaque: Voc aprova o tratado da Constitui o Europ ia? , sendo apresentadas v rias op es, al m de haver A cidade retratada na pintura de Alberto da Veiga Guignard est tematizada nos versos A a Por entre o Beberibe, e o oceano Em uma areia s fia, e lagadi a Jaz o Recife povoa o mesti a, Que o belga edificou mpio tirano. Greg rio de Matos. Obra po tica. Ed. James Amado. Rio de Janeiro: Record, v. II, 1990. p. 1.191. possibilidade de dupla marca o. B A c r tica c ontida na charge indica que a pr tica do referendo deve Repousemos na pedra de Ouro Preto, Repousemos no centro de Ouro Preto: S o Francisco de Assis! igreja ilustre, acolhe, tua sombra irm , meus membros lassos. Murilo Mendes. Poesia completa e prosa. Org. Luciana Stegagno Picchio. Rio de Janeiro: Nova Aguilar, 1994, p. 460. C A ser recomendada nas situa es em que o plebiscito j tenha ocorrido. B apresentar uma vasta gama de op es para garantir seu Bembelel m Viva Bel m! Bel m do Par porto moderno integrado na equatorial Beleza eterna da paisagem Bembelel m Viva Bel m! Manuel Bandeira. Poesia e prosa. Rio de Janeiro: Aguilar, v. I, 1958, p. 196. car ter democr tico. D C ser precedida de um amplo debate pr vio para o esclarecimento da popula o. Bahia, ao inv s de arranha-c us, cruzes e cruzes De bra os estendidos para os c us, E na entrada do porto, Antes do Farol da Barra, O primeiro Cristo Redentor do Brasil! D significar um tipo de consulta que possa inviabilizar os rumos pol ticos de uma na o. E E ser entendida como uma estrat gia dos governos para manter o exerc cio da soberania. ENADE 2005 Jorge de Lima. Poesia completa. Org. Alexei Bueno. Rio de Janeiro: Nova Aguilar, 1997. p. 211. No cimento de Bras lia se resguardam maneiras de casa antiga de fazenda, de copiar, de casa-grande de engenho, enfim, das casaronas de alma f mea. Jo o Cabral Melo Neto. Obra completa. Rio de Janeiro: Nova Aguilar, 1994, p. 343. rea: ENGENHARIA Grupo V 3 Q U ES T O 8 D IS C U R S IV A Agora vero. Deu na imprensa internacional, com base cient fica e fotos de sat lite: a continuar o ritmo atual da devasta o e a incompet ncia pol tica secular do Governo e do povo brasileiro em cont -las, a Amaz nia desaparecer em menos de 200 anos. A ltima grande floresta tropical e refrigerador natural do nico mundo onde vivemos ir virar deserto. Internacionaliza o j ! Ou n o seremos mais nada. Nem brasileiros, nem terr queos. Apenas uma lembran a vaga e infeliz de vida breve, vida louca, daqui a dois s culos. A quem possa interessar e ouvir, assinam essa declara o: todos os rios, os c us, as plantas, os animais, e os povos ndios, caboclos e universais da Floresta Amaz nica. Dia cinco de junho de 2005. Dia Mundial do Meio Ambiente e Dia Mundial da Esperan a. A ltima. Felis Concolor. Amaz nia? Internacionaliza o j ! In: JB ecol gico. Ano 4, n. 41, jun./2005, p. 14-5 (com adapta es). JB Ecol gico. JB, Ano 4, n. 41, jun./2005, p.21. A tese da internacionaliza o, ainda que circunstancialmente possa at ser mencionada por pessoas preocupadas com a regi o, longe est de ser solu o para qualquer dos nossos problemas. Assim, escolher a Amaz nia para demonstrar preocupa o com o futuro da humanidade louv vel se assumido tamb m, com todas as suas conseq ncias, que o inaceit vel processo de destrui o das nossas florestas o mesmo que produz e reproduz diariamente a pobreza e a desigualdade por todo o mundo. Se assim n o for, e a prevalecer mera motiva o da propriedade , ent o seria justific vel tamb m propor devaneios como a internacionaliza o do Museu do Louvre ou, quem sabe, dos po os de petr leo ou ainda, e neste caso n o totalmente desprovido de raz o, do sistema financeiro mundial. Sim o Jatene. Preconceito e pretens o. In: JB ecol gico. Ano 4, n. 42, jul./2005, p. 46-7 (com adapta es). A partir das id ias presentes nos textos acima, expresse a sua opini o, fundamentada em dois argumentos, sobre a melhor maneira de se preservar a maior floresta equatorial do planeta. (valor: 10,0 pontos) RASCUNHO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 4 Q U ES T O 9 D IS C U R S IV A Nos dias atuais, as novas tecnologias se desenvolvem de forma acelerada e a Internet ganha papel importante na din mica do cotidiano das pessoas e da economia mundial. No entanto, as conquistas tecnol gicas, ainda que representem avan os, promovem conseq ncias amea adoras. Leia os gr ficos e a situa o-problema expressa por meio de um di logo entre uma mulher desempregada, procura de uma vaga no mercado de trabalho, e um empregador. Situa o-problema < m ulher : Tenho 43 anos, n o tenho curso superior completo, mas tenho certificado de conclus o de Acesso Internet secretariado e de estenografia. < e mpregador : Qual a abrang ncia de seu conhecimento sobre o uso de computadores? Quais as linguagens que voc domina? Voc sabe fazer uso da Internet? < m ulher : N o sei fam lia direito usar o computador. Sou de pobre e, como preciso participar ativamente da despesa familiar, com dois filhos e uma m e doente, n o sobra dinheiro para comprar um. < e mpregador : Muito bem, posso, quando houver uma vaga, oferecer um trabalho de recepcionista. Para trabalho imediato, posso oferecer uma vaga de copeira para servir cafezinho aos funcion rios mais graduados. Apresente uma conclus o que pode ser extra da da an lise a) dos dois gr ficos; ( valor: 5,0 pontos) b) da situa o-problema, em rela o aos gr ficos. ( valor: 5,0 pontos) RASCUNHO item a) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 5 RASCUNHO item b) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Q U E S T O 1 0 D IS C U R S IV A Vilarejos que afundam devido ao derretimento da camada congelada do subsolo, uma explos o na quantidade de insetos, n meros recorde de inc ndios florestais e cada vez menos gelo esses s o alguns dos sinais mais bvios e assustadores de que o Alasca est ficando mais quente devido s mudan as clim ticas, disseram cientistas. As temperaturas atmosf ricas no estado norte-americano aumentaram entre 2 oC e 3 oC nas ltimas cinco d cadas, segundo a Avalia o do Impacto do Clima no rtico, um estudo amplo realizado por pesquisadores de oito pa ses. Folha de S. Paulo, 28/9/2005. O aquecimento global um fen meno cada vez mais evidente devido a in meros acontecimentos que, como os descritos no texto, t m afetado toda a humanidade. Apresente duas sugest es de provid ncias a serem tomadas pelos governos que tenham como objetivo minimizar o processo de aquecimento global. ( valor: 10,0 pontos) RASCUNHO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 6 CONTE DOS B SICOS (COMUM AOS GRUPOS DE I A VII DE ENGENHARIA) Q U EST O 1 3 Q U EST O 1 1 O g s oz nio (O3) e os clorofluorcarbonos (CFCs) s o exemplos da dificuldade de se classificar uma subst ncia como poluente, pois podem trazer benef cios ou preju zos sociedade e aos seres vivos. O oz nio, nas camadas mais baixas da atmosfera, t xico, mas, na estratosfera, absorve radia o ultravioleta (UV) proveniente do Sol, evitando os efeitos nocivos do excesso dessa radia o nos seres vivos. Os CFCs apresentam baixa toxicidade e s o inertes na baixa atmosfera. Entretanto, quando atingem a estratosfera, s o decompostos pela radia o UV, liberando tomos e compostos que destroem mol culas de oz nio, sendo, portanto, considerados os principais respons veis pela destrui o do oz nio na estratosfera. O supercomputador T-Rex (Tiranossauro Rex) e o software Harpia s o as mais novas armas da Receita Federal do Brasil para combater a sonega o fiscal. Esse hardware, que realiza 2.860 milh es de instru es por segundo, capaz de cruzar informa es, com rapidez e precis o, de um n mero de contribuintes equivalente ao de contribuintes do Brasil, dos EUA e da Alemanha juntos. O novo software vai permitir que, a partir de t cnicas de intelig ncia artificial, sejam identificadas opera es de risco para o fisco. A novidade do sistema a capacidade que ele ter de aprender com o comportamento dos contribuintes e com isso detectar irregularidades. De acordo com as id ias do texto acima, Considerando o texto acima, assinale a op o correta, relativa a inform tica. A os CFCs s o nocivos ao seres vivos, pois impedem a incid ncia da radia o ultravioleta na superf cie terrestre. B a camada de oz nio respons vel pela maior incid ncia da radia o ultravioleta na superf cie terrestre. C o oz nio e os CFCs s o os principais respons veis pelas mudan as clim ticas observadas nos ltimos anos. D a camada de oz nio na estratosfera tem sido recuperada devido s intera es da radia o ultravioleta com os CFCs. E a camada de oz nio protege os seres vivos do excesso de radia o ultravioleta e pode ser destru da pela a o dos CFCs na estratosfera. Q U EST O 1 2 Folha de S.Paulo, p. B1, 16/10/2005 (com adapta es). A A capacidade do T-Rex equivalente de 2.860 computadores pessoais de 1 G B de mem ria RAM, desde que suas capacidades possam ser adicionadas. B Para cruzar informa es, com rapidez e precis o , o T-Rex poder usar a Internet, que constitui meio inviol vel de transmiss o de informa o entre bancos de dados. C poss vel que a capacidade de aprender com o comportamento dos contribuintes , mencionada no texto, seja decorrente do uso de redes neurais como ferramenta de intelig ncia artificial. D Embora os computadores sejam indispens veis a diversos ramos da engenharia, o est gio atual do desenvolvimento de sistemas operacionais restringe o uso de redes de computadores a grandes empresas. E O sistema de informa o descrito no texto deve ter sido desenvolvido em Linux ou Unix, que constituem linguagens de programa o avan adas usadas na implementa o de sistemas de informa o complexos. R A SC U N H O Sydney Harris. In: Arthur W. Wiggins e C. M. Wynn. As 5 maiores id ias da ci ncia (com adapta es). De acordo com a fala do personagem na charge acima, A meio ambiente e produ o industrial s o fatores igualmente relevantes na discuss o sobre tica e desenvolvimento. B a defesa da tica sobrep e-se ao poder industrial, representado, na discuss o, por Joana. C os estragos na camada de oz nio t m retardado a implementa o de tecnologias voltadas para o desenvolvimento sustent vel. D a camada de oz nio amea a a ind stria dos CFCs porque o g s O 3 reage com o cloro prejudicando a forma o dos CFCs. E o discurso em defesa da tica na utiliza o de tecnologias estimula o avan o industrial. ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 7 Texto para as quest es 14 e 15 . Q U EST O 1 5 A energia anual produzida na usina de Itaipu da ordem de 90.000 GW h. Considere que o custo aproximado para a constru o dessa usina tenha sido de 30 bilh es de reais e que o capital esteja sendo remunerado taxa de juros de 10% ao ano. Nessas condi es, a parcela do custo da energia produzida referente remunera o anual do capital deve ser A inferior a R$ 10 por MW h. B superior a R$ 10 e inferior a R$ 30 por MW h. C superior a R$ 30 e inferior a R$ 50 por MW h. D superior a R$ 50 e inferior a R$ 100 por MW h. E superior a R$ 100 por MW h. R A SC U N H O Internet: <http://www.itaipu.gov.br>. A f igura acima ilustra um corte longitudinal da regi o mais profunda do reservat rio da usina hidrel trica de Itaipu e sua localiza o no Rio Paran . Q U EST O 1 4 A partir das informa es acima, julgue os itens a seguir. I Considerando-se o sistema x O y inserido na figura, correto afirmar que a fun o , para e y em metros, constitui um modelo adequado para o corte longitudinal do fundo do reservat rio ilustrado. II Sabendo-se que a superf cie da l mina d gua do reservat rio da usina tem rea igual a 1.350 km 2, conclui-se que a capacidade desse reservat rio inferior a 270 km 3. III Considerando-se que o reservat rio tenha largura constante e que a for a total exercida pela gua sobre a barragem da usina seja produzida por uma press o hidrost tica que cresce linearmente com a profundidade, conclui-se que a varia o do m dulo dessa for a total uma fun o quadr tica do n vel do reservat rio. Assinale a op o correta. A Apenas um item est certo. B Apenas os itens I e II est o certos. C Apenas os itens I e III est o certos. D Apenas os itens II e III est o certos. E Todos os itens est o certos. ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 8 Texto para as quest es 16 e 17 . Q U EST O 1 7 Para estimar a taxa de evapora o de gua no reservat rio, na A taxa de evapora o de gua em um reservat rio depende 24. a semana, considere que a umidade relativa do ar seja da condi o clim tica. Em um modelo simplificado, essa taxa, E , aproximada pelo valor m dio dos dados da figura I e que a pode ser descrita por velocidade do vento seja aproximada por uma fun o peri dica, com per odo igual a 6 semanas, obtida a partir dos dados da , figura II. Qual das op es abaixo melhor estima essa taxa na em que " u ma constante, v a v elocidade do vento, em m/s, e 24. semana? UR a u midade relativa do ar, em porcentagem. Nas figuras I e II abaixo, s o apresentados dados clim ticos em determinado A 3" reservat rio de gua, em 12 semanas de observa o. B 80 " C 210 " D 480 " E 1.080 " Q U EST O 1 8 No mecanismo ilustrado na figura acima, uma placa met lica gira Figura I em torno de um eixo devido aplica o de uma for a F , que provoca o aparecimento de um torque. Com rela o a esse mecanismo e sabendo que o momento de in rcia de massa definido pela integral Ir 2 dm , em que r a d ist ncia do eixo ao elemento de massa d m , julgue os itens seguintes. I Quanto menor for o valor da dist ncia d , maior dever ser a for a F n ecess ria para vencer o atrito no eixo. II O momento de in rcia de massa da placa met lica independe do valor da dist ncia d . III O tempo necess rio para se girar a placa do ponto ponto Figura II ao independe do torque. Assinale a op o correta. Q U EST O 1 6 As informa es acima permitem concluir que a taxa de evapora o de gua no reservat rio, nas 12 semanas observadas, foi maior na semana A Apenas um item est certo. B Apenas os itens I e II est o certos. C Apenas os itens I e III est o certos. D Apenas os itens II e III est o certos. A 1. B 4. ENADE 2005 C 6. D 9. E 12. E Todos os itens est o certos. rea: ENGENHARIA Grupo V 9 Texto para as quest es 19 e 20 . Q U EST O 2 0 Diversos sistemas f sicos amortecidos encontrados em engenharia podem ter seu comportamento expresso por meio de equa es diferenciais ordin rias n o-homog neas de segunda ordem. A resolu o desse tipo de equa o envolve a obten o da resposta y h( t) da equa o diferencial homog nea associada, que expressa o comportamento do sistema livre de excita es externas, e a obten o de uma solu o particular y p( t) da equa o n o-homog nea. A soma de y p( t) e y h( t) fornece a solu o geral da equa o n o-homog nea. A resposta livre permite identificar a freq ncia das oscila es amortecidas ( f ) e a constante de amortecimento ( k ) do sistema. Considere que a resposta livre de um sistema seja dada pela fun o Considere que y p( t) = 5sen(100 t) seja a solu o particular da equa o diferencial que representa o comportamento din mico do sistema cuja resposta livre est apresentada no texto. Assinale a op o que melhor esbo a o gr fico da resposta completa do referido sistema, ap s transcorrido um minuto ( t > 6 0 s). A y h( t) = 5 e !kt c os(2 Bf t), cujo gr fico est ilustrado na figura a seguir. B Q U EST O 1 9 C A freq ncia das oscila es amortecidas do sistema cuja resposta livre est apresentada no texto igual a A 0,1 Hz. B 0,15 Hz. C B r ad/s. D 10 rad/s. E 10 Hz. R A SC U N H O D E ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 10 CONTE DOS PROFISSIONALIZANTES ESPEC FICOS (COMUNS A TODOS OS ESTUDANTES DO GRUPO V DE ENGENHARIA) Q U EST O 2 1 Materiais s o constitu dos por tomos que, no estado s lido, mant m-se unidos por liga es qu micas prim rias e secund rias. O tipo de liga o afeta as propriedades qu micas e f sicas do material. Acerca desse assunto e sabendo que Z (H) = 1; Z (C) = 6; Z (O) = 8; Z(C R) = 17; Z (Ca) = 20, assinale a op o incorreta . A Diferentemente do que ocorre com materiais met licos e cer micos, a temperatura de fus o dos pol meros determinada por liga es prim rias covalentes e n o por liga es secund rias fracas, como liga es de Van der W aals e pontes de hidrog nio. B A liga o qu mica formada entre tomos de c lcio e oxig nio predominantemente i nica. C A liga o carbono-cloro tem energia menor que as liga es carbono-carbono e carbono-hidrog nio. Por essa raz o, durante a degrada o do policloreto de vinila (PVC), ocorre a libera o de cido clor drico (HC R) devido quebra da liga o carbono-cloro. D O m dulo de elasticidade do sil cio met lico (Si) menor que o da s lica (SiO 2), devido mais alta energia das liga es presentes neste composto. E O elemento qu mico cobre encontrado na natureza na forma de xido de cobre, dado que a liga o qu mica i nica mais est vel que a liga o met lica. Q U EST O 2 2 Q U EST O 2 3 Nosso entendimento da rela o entre estrutura e propriedade de materiais prov a base para a sele o de materiais existentes e o desenvolvimento de novos materiais. N s dependemos tamb m desse conhecimento cient fico para utilizar materiais na obten o de produtos teis, uma vez que o processamento desses materiais depende da estrutura e das propriedades dos materiais que usamos e tamb m as influencia. O par grafo acima retrata a inter-rela o existente entre os tr s elementos b sicos da ci ncia dos materiais: estrutura, propriedade e processamento. As op es abaixo cont m, cada uma, duas assertivas relativas a essa correla o, sendo que a segunda uma justificativa da primeira. Assinale a op o em que as duas assertivas s o verdadeiras e a segunda uma justificativa correta para a primeira. A Produtos cer micos n o podem ser fabricados por processos que dependam de deforma o pl stica no material p orque a s mat rias-primas utilizadas para fabrica o de cer micas convencionais s o naturais. B A lamina o a frio de metais causa aumento de sua dureza, mecanismo conhecido como encruamento, p orque o tamanho do gr o de metal diminui durante a lamina o a frio. C A consolida o dimensional de produtos cer micos obtidos por prensagem ocorre durante a queima p orque a d iminui o de porosidade advinda da sinteriza o acarreta aumento da resist ncia mec nica de cer micas. D O controle da temperatura e da concentra o do iniciador durante a s ntese de pol meros influencia o limite de resist ncia tra o desses materiais p orque tais par metros afetam a massa molar m dia do pol mero obtido. E Pe as met licas obtidas por fundi o apresentam gr o menor que o de pe as do mesmo componente processadas por forjamento p orque a s olidifica o de metais leva forma o de um material policristalino. ENADE 2005 No campo da ci ncia de materiais, defeito ou imperfei o estrutural significa que ocorre uma interrup o, uma irregularidade ou um desarranjo na estrutura do material. A presen a de imperfei es n o implica, necessariamente, em um efeito negativo sobre as propriedades. A respeito desse tema, assinale a op o incorreta . A Lacunas s o imperfei es no arranjo at mico que, geralmente, est o presentes em materiais met licos e cer micos, o que possibilita a difus o at mica, necess ria para a maioria dos processos de transforma o de fase. B O contorno de gr o, imperfei o estrutural tipicamente presente em materiais monocristalinos, influencia as propriedades mec nicas do material. Reduzindo-se o tamanho do gr o, poss vel diminuir o limite de resist ncia do material. C A deforma o pl stica de metais, por meio da qual s o poss veis diversos processos de conforma o mec nica, como, por exemplo, a lamina o, ocorre por meio do movimento de discord ncias ou de desloca es. D A presen a de poros pode ou n o ser desej vel, dependendo da aplica o do material. Poros podem ser introduzidos intencionalmente, por exemplo, para reduzir a condutividade t rmica de materiais. E A adi o intencional de impurezas em um material, mesmo em pequenas quantidades, pode afetar significativamente suas propriedades pticas e el tricas. rea: ENGENHARIA Grupo V 11 Q U EST O 2 4 Q U EST O 2 6 A figura acima mostra o diagrama de equil brio de fases bin rio do sistema chumbo-estanho. Com base nesse diagrama, julgue os itens seguintes. I As regi es I e II do diagrama apresentam, ambas, uma nica fase, ou seja, s o monof sicas. II A temperatura de fus o do estanho superior do chumbo. III O ponto T 3, chamado eut tico, corresponde transforma o da fase l quida em duas fases s lidas: " + $. IV O ponto T 4 indica uma composi o bif sica com quantidade relativa da fase " inferior quantidade relativa da fase $. Est o certos apenas os itens A I e II. B I e III. C II e III. D II e IV. E III e IV. Q U EST O 2 5 O tempo de vida til e o comportamento de um componente ou de um dispositivo dependem das condi es ambientais a que este est exposto em servi o, tais como a temperatura de trabalho e o meio com o qual um componente ou dispositivo est em contato. As caracter sticas de metais, cer micas e pol meros, que dependem das condi es ambientais, podem ser determinantes na escolha de um material desses grupos para uma dada aplica o. Considerando o efeito das condi es ambientais sobre o comportamento dos diversos materiais, assinale a op o correta. Transforma es de fase podem ser usadas para controle de microestrutura e, portanto, de propriedades de materiais. Grande parte das transforma es de fase nos materiais ocorre por nuclea o e crescimento de cristais a partir de uma fase metaest vel, como no exemplo acima, que ilustra a cristaliza o a partir de um vidro e a precipita o a partir de uma solu o s lida. Esse processo pode ser representado em um diagrama tempo-temperatura-transforma o, ilustrado na figura acima. Dependendo do tratamento t rmico a que o material metaest vel inicial for submetido, diferentes microestruturas podem ser obtidas. Os ciclos t rmicos identificados em azul (R1 ) e em vermelho (R2 ) representam dois diferentes tratamentos t rmicos. Considerando essas informa es, assinale a op o correta. A As fases existentes antes da transforma o indicada no diagrama, vidro ou solu o s lida supersaturada, s o fases de equil brio. B A curva R 1 representa um tratamento t rmico utilizado quando A Metais mant m suas propriedades mec nicas mesmo em temperaturas elevadas superiores metade da temperatura de fus o , o que torna esses materiais os mais indicados para uso em alta temperatura. B Degrada o em meio l quido ocorre somente com materiais met licos, pois cer micas e pol meros s o resistentes corros o. C Quando materiais met licos e cer micos s o submetidos solicita o mec nica constante em temperaturas acima da metade de sua temperatura de fus o, verifica-se o mecanismo de deforma o conhecido como fadiga. D A temperatura pode afetar a estabilidade qu mica e as propriedades mec nicas de materiais, mas n o tem efeito sobre as propriedades el tricas, pticas e magn ticas. E O aumento de temperatura provoca cont nua redu o do m dulo de elasticidade dos materiais. Na faixa da temperatura de transi o v trea para pol meros e vidros, esse efeito muito mais acentuado. ENADE 2005 se deseja obter um material em que a segunda fase formada apresenta tamanho de part cula menor que o apresentado pelo tratamento R 2. C Partindo-se do vidro, o produto resultante do ratamento t rmico representado pelo ciclo t rmico R 2 apresentar maior limite de resist ncia mec nica que o obtido pelo tratamento R 1. D A vitrocer mica obtida por meio do tratamento t rmico do vidro pelo ciclo t rmico R 2 tem menor tenacidade que o vidro inicial. E Assumindo-se que o custo do processo depende exclusivamente da temperatura de tratamento t rmico, o processo R 1 financeiramente mais vantajoso que o processo R 2. rea: ENGENHARIA Grupo V 12 Q U E S T O 2 7 D IS C U R S IV A m dulo de elasticidade limite de resist ncia tra o (GPa) (MPa) resina ep xi 3 82 fibra de vidro fibra de carbono A fibra de carbono B material densidade g/cm3 1,25 custo (US$ por metro de tecido) 87 4,5 10 3 2,50 3 276 5,7 103 1,50 45 531 1,9 103 1,50 30 Um empres rio est planejando criar uma pequena empresa para fabricar pranchas de surf utilizando materiais comp sitos. Suponha que a fase matriz a ser utilizada seja uma resina ep xi e as op es de fase-refor o sejam fibras de carbono ou fibras de vidro. Propriedades f sicas e mec nicas desses materiais, fornecidas pelos fabricantes, s o mostradas na tabela acima. Considerando essa situa o hipot tica, fa a o que se pede nos itens a seguir. a) Esboce, no diagrama abaixo, as curvas tens o v ersus d eforma o do pol mero e da fibra de vidro. No mesmo diagrama, esboce tamb m a curva de tra o para o comp sito ep xi/fibra de vidro, quando utilizada uma fra o em peso de 50% de fibra. ( valor: 4,0 pontos) b) Considerando que a sele o do material de refor o seja embasada apenas na otimiza o da resist ncia espec fica do produto (limite de resist ncia/densidade) e no custo das mat rias-primas, indique o material de refor o mais recomend vel para ser utilizado nesse caso. Justifique sua resposta. ( valor: 3,0 pontos) RASCUNHO 1 2 3 4 5 c) Considere que o empres rio decida diversificar sua linha de produtos, incluindo placas de alto desempenho para utiliza o na ind stria aeron utica. Nesse caso, indique, justificando, a melhor op o de material de refor o. ( valor: 3,0 pontos) RASCUNHO 1 2 3 4 5 ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 13 Texto para as quest es 28 e 29 . Telesc pio Hubble detecta estranha luz Com ajuda do telesc pio espacial Hubble, cientistas da NASA conseguiram identificar o respons vel pela estranha luz azul em volta de um buraco negro na gal xia de Andr meda. Tamanho progresso na capacidade de observa o astron mica deve-se, em grande parte, aos novos materiais cer micos empregados na constru o do telesc pio espacial Hubble, que permitem a obten o de espelhos de alt ssima qualidade. Tradicionalmente, espelhos para telesc pios t m sido constru dos a partir de pe as v treas monol ticas. Normalmente, s o escolhidos vidros com baixo coeficiente de expans o t rmica, para se reduzir a probabilidade de fratura por choque t rmico. A utiliza o de pe as monol ticas com di metros acima de 6,5 m, como a utilizada no Hubble, n o recomendada porque essas pe as t m massas superiores a 60 toneladas. Nessas dimens es, espelhos monol ticos s o extremamente caros, dif ceis de serem manufaturados e transportados e, ainda, mant m a limita o de serem suscet veis a fratura prematura por choque t rmico. Q U EST O 2 8 Considerando o assunto abordado no texto, suponha que um espelho semelhante ao utilizado no Hubble foi instalado no deserto de Atacama, no Chile, onde a diferen a de temperatura entre o dia e a noite pode chegar a 100 C. Suponha, ainda, que um processo de choque t rmico resultou na ruptura desse espelho. Essa ruptura deveria estar associada aos fen menos de A B C D E fadiga e condu o el trica. expans o/contra o t rmica e resist ncia el trica. expans o/contra o t rmica e condu o el trica. deforma o viscosa e fratura fr gil. expans o/contra o t rmica e condu o t rmica. Q U E S T O 2 9 D IS C U R S IV A Na figura ao lado, est representado o diagrama tens o versus deforma o para o material do espelho do telesc pio Hubble. Suponha que, em raz o das desvantagens mec nicas mencionadas no texto, tenha sido proposto, ap s um processo de sele o de materiais, que o espelho fosse manufaturado com um material met lico polido de alta ductilidade. Considerando essa situa o, fa a o que se pede nos itens a seguir. a) Esboce, no diagrama ao lado, a curva tens o v ersus d eforma o relativa ao material proposto. (valor: 3,0 pontos) b) Descreva as vantagens mec nicas e t rmicas da substitui o das pe as v treas monol ticas por material met lico polido de alta ductilidade. ( valor: 4,0 pontos) RASCUNHO 1 2 3 4 5 6 7 c) Suponha que, para a avalia o da falha mec nica do material ap s o choque t rmico, se disponha de um ensaio de campo por l quido penetrante. Descreva brevemente esse ensaio e o tipo de avalia o que ele aponta. ( valor: 3,0 pontos) RASCUNHO 1 2 3 4 5 6 7 8 ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 14 Texto para as quest es 30 e 31 . Tanques de combust vel e mapeamento ambiental Em uma cidade de m dio porte, pesquisadores avaliaram os riscos de contamina o do solo e das guas superficiais e subterr neas decorrentes de vazamentos dos tanques de armazenamento subterr neo de combust vel existentes na cidade. Desses tanques, 40% funcionam h mais de 15 anos. Todos os tanques mais antigos est o em terrenos geol gicos com risco potencial de contamina o da gua. Na maioria dos casos, esses tanques foram fabricados com ferro fundido, diferentemente dos mais modernos, feitos em a o inox, para se reduzir o efeito de corros o. Os potenciais-padr o de redu o do AR3+ , do Zn2+ e do Fe2+ s o dados abaixo, sendo que, no catodo, acontece a rea o de redu o e, no anodo, a rea o de oxida o. AR3+ (aq) + 3e! AR(s) 2+ ! 2+ ! Zn (aq) + 2e Zn(s) Fe (aq) + 2e Fe(s) E = !1,66 V E = !0,76 V E = !0,41 V Q U EST O 3 0 Q U EST O 3 1 Considerando as informa es do texto, assinale a op o correta. A galvaniza o um processo eletroqu mico de recobrimento de superf cies met licas com uma camada de zinco para proteg -las A Todos os tanques de ferro devem ser trocados por tanques de alum nio, que um metal com resist ncias mec nica e do processo de corros o por oxida o. Considerando as informa es do texto, assinale a op o incorreta . corros o maiores que as do ferro. B Os processos de oxida o do ferro independem da A Na rea o de corros o, a varia o da energia livre de Gibbs ( )G ) pode ser estimada por meio da varia o do potencial agressividade do meio em que este se encontra. Portanto, n o eletroqu mico ( )E ). h riscos de que tanques feitos desse metal possam sofrer B No tanque galvanizado, o ferro atua como catodo, e o zinco, processos de corros o que provoquem vazamento de como anodo. combust vel para o meio ambiente. C Se o recobrimento de zinco do tanque galvanizado sofrer um C Uma maneira de evitar a corros o do tanque por meio de um dano que venha a expor a superf cie de ferro, o processo de processo f sico-qu mico, envolvendo um metal extra que atue como catodo e fazendo que o ferro atue como anodo. D O tanque feito de ferro fundido sofre processo continuado de corros o atrav s de oxida o pelo fato de o ferro possuir densidade aproximadamente tr s vezes maior que a do xido de ferro (FeO). Dessa maneira, a nova camada de xido formada desprende-se constantemente na forma de escamas, deixando expostas novas superf cies de Fe met lico. E No processo de oxida o do ferro, este atua como catodo. ENADE 2005 oxida o do ferro come ar imediatamente e o tanque ser totalmente corro do. D Uma forma de prote o do tanque de ferro o encapsulamento tamb m denominado de enjaquetamento com um tanque externo de poli ster insaturado refor ado com fibra de vidro. E Na rea o de corros o, a energia livre de G ibbs ( )G ) independe das concentra es das esp cies qu micas envolvidas. rea: ENGENHARIA Grupo V 15 Q U E S T O 3 2 D IS C U R S IV A A parafina da vela n o serve para fazer saco pl stico bastante conhecida a fragilidade da parafina, material constitu do de longas mol culas olef nicas com a unidade etil nica ( CH2 CH2 ) repetindo-se muitas vezes. O polietileno tamb m uma parafina, pois tem a mesma f rmula estrutural, mas apresenta maior resist ncia mec nica devido s liga es interlamelares, ou seja, entre segmentos de cadeia que unem duas regi es cristalinas. Tais liga es podem envolver muitas cadeias alinhadas lado a lado, formando uma estrutura fibrilar cristalina, tamb m chamada de fibrila. A partir de experimentos, determinou-se que o polietileno s adquire as propriedades mec nicas desejadas quando tem massa molar superior a 28.000 g/mol. Os diagramas abaixo mostram duas vistas da c lula unit ria do polietileno e suas dimens es. Com base nessas informa es, considere os par metros de rede a = 7 , b = 5 , c = 3 , massa at mica M (H) = 1 g/mol e M (C) = 12 g/mol e responda ao que se pede a seguir. a) Assumindo que a parafina tenha f rmula estrutural m dia n -C 16H 34, em que n r epresenta a palavra normal, que significa uma seq ncia linear de CH 2, calcule, em , o comprimento m dio da mol cula de parafina. ( valor: 3,0 pontos) b) Sabendo-se que o n mero de meros de uma cadeia polim rica igual sua massa molar dividida pela massa da unidade monom rica, calcule o comprimento de uma cadeia estendida de polietileno com massa molar de 28.000 g/mol. ( valor: 3,0 pontos) c) Observando, na figura acima, que cada c lula unit ria do polietileno cont m quatro unidades CH 2 e considerando o n mero de Avogadro igual a 6 10 23, calcule a densidade, e m g/cm 3, da fase cristalina do polietileno. ( valor: 4,0 pontos) item a c lculo Resposta item b c lculo Resposta item c c lculo Resposta ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 16 Q U EST O 3 3 Q U EST O 3 5 O descart vel, a reciclagem e a degrada o O aumento do poder aquisitivo da popula o, a tend ncia de os dois chefes de fam lia trabalharem fora de casa e a conseq ente redu o do tempo para atividades caseiras t m levado a popula o a preferir o consumo de bens descart veis. Esses itens, principalmente embalagens para uso geral e, particularmente, para alimentos, s o feitos parcial ou totalmente com materiais pl sticos convencionais. Todo esse material descartado logo ap s o uso, em tempo que n o permita altera es qu micas no pol mero (degrada o). Reciclar n o s importante como tamb m necess rio. Com base no texto acima, julgue os itens subseq entes. Material pl stico, se descartado em lix es, ocupa muito espa o e se torna in til. Sendo, por m, reciclado, pode retornar ao consumo. II O uso de materiais pl sticos reciclados deve ser evitado na confec o de embalagens que mantenham contato direto com alimentos. III O tempo de uso de produtos pl sticos descart veis t o pequeno que n o permite a degrada o do material polim rico, que sempre pode, portanto, ser reciclado. IV Na fabrica o de produtos de poliestireno, independentemente de sua aplica o por exemplo, bandejas de isopor ou copos de iogurte , utiliza-se a mesma fra o de reciclados. Trag dia no espa o: explodiu o nibus espacial Columbia Uma prov vel causa da explos o no nibus espacial (space shuttle) teria sido o desprendimento de uma pe a dos foguetes propulsores que teria atingido a parte inferior da asa esquerda da nave, danificando a cobertura de cer mica, projetada para suportar as altas temperaturas geradas pelo calor decorrente do atrito com a atmosfera durante a reentrada na Terra. I Est o certos apenas os itens A B C D E I e II. I e III. III e IV. I, II e IV. II, III e IV. Q U EST O 3 4 Quando um ve culo como o nibus espacial reentra na atmosfera, a temperatura na sua superf cie pode atingir valores muito altos. A figura acima mostra um mapeamento das temperaturas mais altas que a prote o de isolamento t rmico superficial do nibus espacial pode suportar, estando as mais altas no nariz e nas asas. Um comp sito com matriz de carbono refor ado com fibras de carbono e recoberto com carbeto de sil cio foi desenvolvido para proteger essas reas. Entre o material comp sito e a estrutura met lica do nibus, foram colocadas mantas isolantes t rmicas, que limitam a temperatura da estrutura met lica a 180 C. Com base nessas informa es, assinale a op o correta. A A transmiss o de calor atrav s das diferentes camadas que formam o isolamento t rmico independe da espessura dessas camadas. B O revestimento de carbeto de sil cio tem como fun o evitar a oxida o do comp sito base de carbono decorrente das altas temperaturas e da presen a de Figura A Figura B oxig nio na atmosfera. C A utiliza o de adesivo polim rico para fixa o das mantas Um material desconhecido foi enviado para an lise. A figura A corresponde ao difratograma de raios X desse material, e a figura B, a um termograma de an lise t rmica explorat ria ou diferencial (DSC) desse material. A respeito dessa situa o, assinale a op o incorreta . A O material analisado apresenta estrutura semicristalina. B O ponto T 1 da figura B corresponde temperatura de fus o do material analisado. C Para a determina o dos par metros de rede da c lula unit ria, normalmente s o utilizados os picos agudos mostrados no difratograma da figura A. D O difratograma de raios X composto de picos associados fase cristalina sobrepostos a uma regi o identificada na figura A pela rea sombreada (I), que corresponde fase amorfa. E A rea sombreada II, identificada no termograma da figura B, medida direta da entropia de fus o do material analisado. ENADE 2005 isolantes t rmicas estrutura met lica n o seria adequada, uma vez que esse material n o suporta a temperatura especificada no projeto. D Visto que aplica es na ind stria aeroespacial n o t m limita o quanto densidade dos materiais utilizados especificamente para a confec o de pe as de alt ssimo desempenho, em vez de comp sito de carbono, poderiam ter sido utilizadas l minas de tungst nio, o que teria evitado o acidente. E Em raz o das diferentes temperaturas a que as partes da estrutura da aeronave s o submetidas durante sua reentrada na atmosfera, todos os materiais constituintes dessas partes devem ter o mesmo coeficiente de expans o t rmica. rea: ENGENHARIA Grupo V 17 1. A seguir s o apresentadas quest es objetivas relativas ao N cleo de Conte dos Profissionalizantes Espec ficos de cada curso do Grupo V, distribu das do seguinte modo: CURSO N MERO DAS QUEST ES Engenharia de Materiais, sem nfase 36 a 40 Engenharia de Materiais com nfase em materiais met licos 41 a 45 Engenharia de Materiais com nfase em materiais cer micos e Engenharia de Materiais-Cer mica Engenharia de Materiais com nfase em materiais polim ricos e Engenharia de Materiais-Pl stico 46 a 50 51 a 55 Engenharia Metal rgica e Engenharia de Fundi o 56 a 60 Engenharia F sica 61 a 65 2. Voc deve responder apenas s 5 quest es referentes ao m dulo do curso em que voc est inscrito. 3. Favor responder tamb m ao question rio de percep o sobre a prova localizado no final deste caderno. As quest es de 36 a 40, a seguir, s o espec ficas para os estudantes de ENGENHARIA DE MATERIAIS, SEM NFASE Q U EST O 3 6 Q U EST O 3 7 Magnus magnes ipsum est globus terrestris Uma boa id ia se perpetua (O nosso planeta um grande m , William Gilbert) O policloreto de vinila PVC foi sintetizado em 1912, mas s come ou a ser comercializado a partir de 1926, quando O jornal Folha de S. Paulo noticiou recentemente que W. Semon descobriu sua plastifica o. Sua utiliza o em larga a grafite deve ganhar novas aplica es comerciais sob a forma escala j comum na constru o civil h mais de duas d cadas. de um novo material fortemente magn tico (ferromagneto). A A produ o de tubos de PVC emprega o processo de extrus o. Inicialmente, o PVC em p misturado a v rios outros aditivos em um misturador de p , produzindo uma formula o. Esta grafite comercial um material formado por planos de grafenos hex gonos de tomos de carbono ligados covalentemente ligados entre si por for as fracas do tipo Van der Waals. A substitui o de elementos como ferro, cobalto e introduzida no funil de alimenta o da extrusora, bombeada n quel por grafite magn tica teria enorme impacto em diversas para frente, plastificada e for ada a passar por uma matriz reas. anular. o Di metro externo do tubo definido por um sistema de calibra o ao mesmo tempo em que resfriado e cortado em comprimento padronizado. Para identifica o e divulga o Na transforma o qu mica da grafite comercial em um material magn tico, s o introduzidas pequenas cavidades na estrutura do mineral pelas quais passam correntes eletr nicas que geram um momento magn tico resultante n o-nulo da marca, alguns dados s o estampados ao longo do semelhante ao produzido por um solen ide. N o se pode comprimento do tubo. imputar esse comportamento presen a de impurezas magn ticas no material, que da ordem de algumas dezenas de Para reduzir o custo de produ o e melhorar a qualidade e a produtividade dos tubos de PVC, seria recomend vel partes por milh o (ppm). Assim, o efeito parece ser genuinamente intr nseco ao processo aplicado grafite comercial, ou seja, exist ncia de cavidades na estrutura do material. A reduzir o custo da formula o, eliminando-se o estabilizante t rmico, que, al m de ser caro, t xico e tem papel Tendo como refer ncia o texto acima e sabendo que Z (C) = 6, assinale a op o correta. secund rio. B substituir-se o estabilizante t rmico por pigmento marrom que esconde a colora o escura que aparece com a degrada o , o que reduz o custo da formula o. reduz a viscosidade do fundido, o que facilita a extrus o sem transforma o f sico-qu mica. comportamento ferromagn tico do novo material desenvolvido, grafite magn tica, tem como origem os el trons 3 d d a estrutura eletr nica do carbono. C A grafite comercial, como conseq ncia de sua estrutura, afetar as propriedades mec nicas do tubo. D utilizar-se, na formula o, uma mistura de resinas de PVC obtidas por emuls o e por suspens o, pois isso permite aumentar o empacotamento das part culas, o que facilita a extrus o. apresenta propriedades el tricas fortemente anisotr picas, que permitem o aparecimento do ferromagnetismo por meio da introdu o de defeitos colunares nos planos de grafenos. D As impurezas magn ticas presentes na grafite comercial formam agrupamentos magn ticos localizados, chamados de E adicionar-se soda c ustica (hidr xido de s dio) na formula o, para neutralizar o cido clor drico gerado pela degrada o t rmica do PVC. Essa base barata, eficiente e pode ser ENADE 2005 e, portanto, ferromagn tico, independentemente de qualquer BO C aumentar-se a concentra o do plastificante usado, pois este usada em pequenas concentra es. A Um material org nico formado essencialmente por carbono clusters , que d o origem ao comportamento ferromagn tico observado na grafite magn tica. E A grafite magn tica um novo comp sito biocompat vel que pode ser utilizado em medicina visando-se obten o de novos medicamentos e de elementos de engenharia. rea: ENGENHARIA Grupo V 19 Q U EST O 3 8 Na era dos lasers de terawatts Um instituto de pesquisa tecnol gica de S o Paulo inaugurou uma esta o experimental que disp e de um novo laser de 1 terawatt de pot ncia, que permite pesquisas com aplica es pr ticas nas reas de sa de, meio ambiente e nanotecnologia. Dez multiplicado por dez doze vezes. Essa conta, que chega casa do trilh o, oferece a real dimens o do que representa 1 terawatt de pot ncia. O sistema montado atingir esse gigantesco valor em um tempo de pulsa o que pode chegar a um segundo dividido por mil trilh es. Essa unidade conhecida pelos especialistas como femtossegundo. Segundo os engenheiros envolvidos no projeto, uma das aplica es ser a leitura dos componentes qu micos que poluem a atmosfera. Outra aplica o ser a de um processo de abras o em tecidos biol gicos, por exemplo, nos dentes. Considere que o dente seja formado exclusivamente por esmalte com comportamento de um material cer mico t pico. Nesse caso, o uso de laser s obre o dente a ser tratado vi vel porque A o esmalte altamente condutor de eletricidade, o que torna a a o do laser e fetiva na abras o do material. B o esmalte altamente condutor de calor, raz o pela qual a a o do laser efetiva na abras o do material. C o laser a tua de maneira bem seletiva com m nima transmiss o de calor lateral, sendo poss vel agir sobre o tecido a ser tratado sem destruir o que est em volta. D o laser n a pot ncia de 1 terawatt gera 106 Joules de calor numa rea m nima de foco do laser de 3 cm 2, o que permite a o de abras o bem seletiva. E o tempo de exposi o do laser c urto, o que aumenta a efetividade da abras o sobre o material cer mico do dente, j que a pot ncia dissipada n o depende da rea a ser tratada. Texto para as quest es 39 e 40 . Q U EST O 3 9 Salto nanotecnol gico Destaca-se, na atua o de engenheiros da rea de materiais, a busca de novas estruturas que possam ser aplicadas na fabrica o de micro e nanoelementos para a ind stria eletr nica. Nesse sentido, o uso de pe as de metal, para se controlar o fluxo el trico em dispositivos bastante espec ficos poder , em breve, ser desnecess rio. O primeiro passo para se viabilizar essa nova tecnologia na fabrica o de dispositivos semicondutores ( chips ) a caracteriza o estrutural dos nanotubos de carbono. Para corretamente se caracterizar a estrutura de um nanotubo de carbono isolado (di metro e helicidade), a t cnica mais apropriada A B C D E Pesquisa desenvolvida pela Universidade da Calif rnia, nos Estados Unidos, mostra que o nanotubo de carbono (di metro t pico de 1 nm) poder tamb m desempenhar o papel de controlador el trico. Um nanotubo de carbono uma difra o de raios X. cromatografia. an lise t rmica diferencial. microscopia eletr nica. espectrometria de absor o at mica. Q U EST O 4 0 Para que o aparecimento da fase l quida do carbono seja vi vel energeticamente, necess rio que exist ncia da fase l quida do carbono. Como a temperatura de o diagrama de fases do carbono grafite apresente um ponto eut ctico. II a sublima o do carbono grafite s lido seja acompanhada da absor o de calor de vaporiza o (entalpia), para serem vencidas as for as de liga o entre as part culas do s lido. III o calor de fus o (entalpia) seja menor que o de sublima o, na temperatura de fus o. IV a curva de equil brio de fases em um diagrama press o v ersus temperatura, que mostra as regi es de equil brio s lido-vapor, s lido-l quido e l quido-vapor, apresente o ponto triplo a uma press o bem abaixo da press o atmosf rica. fus o do carbono, em press o atmosf rica, da ordem de Assinale a op o correta. monocamada de tomos de carbono na forma de rolo de dimens es nanom tricas, caracterizado por um certo di metro e um certo ngulo de helicidade, caracter sticas que o definem completamente. Aparentemente, os nanotubos de carbono s o gerados a partir de gotas de carbono que aparecem a temperaturas de alguns milhares de graus Celsius quando utilizado o m todo do arco el trico. N o h provas da I 5.000 C, alguns cientistas acreditam que o carbono evapora antes de fundir. Entretanto, os nanotubos de carbono observados atrav s de microscopia eletr nica revelaram a ocorr ncia de bolhas que lembram as gotas de orvalho que se formam sobre os fios de uma teia de aranha. ENADE 2005 A B C D E Apenas Apenas Apenas Apenas Apenas um item est certo. os itens I e II est o certos. os itens I e III est o certos. os itens II e IV est o certos. os itens III e IV est o certos. rea: ENGENHARIA Grupo V 20 As quest es de 41 a 45, a seguir, s o espec ficas para os estudantes de ENGENHARIA DE MATERIAIS COM NFASE EM MATERIAIS MET LICOS Diagrama para as quest es 41 e 42. Q U EST O 4 3 O diagrama de fases Fe-Fe 3C (Ferro Cementita) est ilustrado a seguir. Este diagrama base para os estudos de tratamento t rmico da maioria dos a os. Os limites de resist ncia dos metais s o extremamente importantes no dimensionamento de projetos estruturais nas reas de constru o civil e de equipamentos mec nicos. A figura a seguir ilustra um exemplo de ponte em que foi utilizado projeto de estrutura met lica. Para a obten o de par metros de projetos, necess rio realizar ensaios de avalia o de propriedades mec nicas. Um diagrama de tens o-deforma o obtido em um ensaio de tra o Q U EST O 4 1 Com base no diagrama de fases Fe-Fe 3C, assinale a op o correta. para uma liga met lica est mostrado a seguir. A A regi o I corresponde a um sistema monof sico. B O diagrama apresenta uma transforma o de fases denominada eutet ide em 727 C (1.340 F), com um s lido ( () decompondo-se em dois outros s lidos ( " + F e 3C), no resfriamento. C A regi o II corresponde a um sistema bif sico composto por ferrita + cementita. D A solubilidade m xima de carbono superior na fase ferrita (CCC) em rela o fase austenita (CFC). E O tratamento t rmico de aquecimento do ferro met lico puro, da temperatura ambiente at 1.600 C, promover as seguintes transforma es: Fe( ") F e( *) e Fe(*) Fe( (). Q U EST O 4 2 Suponha que, acidentalmente, voc apagou a identifica o de 3 amostras de a o-carbono, SAE1030, SAE1045 e SAE1080. Para separ -los, voc ir utilizar seus conhecimentos de metalurgia, por meio da an lise metalogr fica, do tratamento t rmico e utilizando o diagrama de fases Fe-Fe 3C fornecido. Ap s realizar tratamento t rmico de austenitiza o a uma mesma temperatura e mesmo per odo de tempo em todas as amostras e deix -las resfriando lentamente no forno, foram obtidas as seguintes microestruturas. Em rela o a esse diagrama, assinale a op o correta. A O limite de escoamento o ponto que define o in cio do regime de deforma o el stica (II). B O m dulo de elasticidade pode ser obtido por meio da inclina o da curva no regime pl stico de deforma o. C A tenacidade do material a energia total, pl stica ou el stica, que o material absorve at a ruptura, podendo ser Com base nas microestruturas obtidas, correto concluir que as amostras de a o identificadas s o A B C D E I I I I I - a o a o a o a o a o 1080, 1030, 1045, 1030, 1080, ENADE 2005 II II II II II - a o a o a o a o a o 1030 1080 1030 1045 1045 e e e e e III III III III III - a o a o a o a o a o 1045. 1045. 1080. 1080. 1030. obtida pela rea abaixo da curva tens o-deforma o. D A resili ncia, tamb m denominada de flu ncia, a capacidade de absor o de energia por deforma o no regime pl stico. E A ductilidade pode ser expressa como a capacidade de deforma o no regime el stico (I) do material. rea: ENGENHARIA Grupo V 21 Q U EST O 4 4 Q U EST O 4 5 A solidifica o , sem d vida, uma das rotas mais importantes de processamento de metais e ligas. Como exemplos em processos de solidifica o tem-se a fundi o em moldes, o lingotamento cont nuo e a soldagem. O diagrama termodin mico de nuclea o e do crescimento de uma fase s lida a partir de um l quido est ilustrado a seguir. A partir desse diagrama termodin mico, considerando-se a nuclea o homog nea de um metal puro, com a forma o de embri es esf ricos de raio (R), o valor total de energia livre ( )G) pode ser expresso pela equa o 1, a seguir. A difus o em s lidos importante em diversos tratamentos t rmicos de materiais. A revolu o cient fica e tecnol gica ocorrida nos ltimos 50 anos est diretamente associada ind stria microeletr nica. Nessas ind strias, o processo de fabrica o de dispositivos semicondutores base de sil cio est intimamente ligado introdu o por difus o controlada de impurezas de elementos qu micos como Boro (B), Ars nio (As) e F sforo (P), conforme ilustrado a seguir. D G = (4/3) p R 3.D G v + 4 p R 2.s ( eq.1), em que D G a energia livre total; R o raio de nuclea o; D G v a energia livre de volume e s a e nergia livre de superf cie. A partir da equa o 1, pode-se obter o valor para o raio cr tico (R*) para nuclea o homog nea, conforme mostra a equa o, a seguir. R * = 2 s T m / ( D H f * D T) (eq.2) , em que R* o raio cr tico de nuclea o; D H f a entalpia de fus o; Tm a temperatura de fus o e D T o superesfriamento. O diagrama abaixo ilustra uma interface de dois materiais, A e B, puros, colocados em contato. O mecanismo de difus o intersticial pode ser estudado por meio da lei de Fick, mostrada na equa o 1 a seguir. 1. Lei de Fick Difus o J B= D B . ( )C B/)x) (eq. 1), em que J B o fluxo de tomos de B, na interface; D B a difusividade (ou coeficiente de difus o do elemento B no s lido A) e ( )C B/)x) o gradiente de concentra o de B. A difusividade D B pode ser expressa pela equa o 2 a seguir. D B = D 0 e xp ( !Q/RT) (eq. 2), em que D 0 o fator de freq ncia de salto; Q a barreira de ativa o para difus o; R a constante universal dos gases; T a Temperatura K. Com base nos diagramas e equa es apresentados, assinale a op o correta. Embasado nas informa es acima, assinale a op o correta. A Para valores de R inferiores a R*, o termo de energia livre de volume maior que o valor de energia livre de superf cie ( F). B Impurezas, precipitados e paredes de recipientes podem atuar como sementes ou iniciadores da nuclea o homog nea. C A barreira de ativa o para nuclea o homog nea geralmente inferior barreira para a nuclea o heterog nea. D Nuclea o homog nea favorecida pela contribui o de energia livre associada ao volume e desfavorecida pela energia livre associada superf cie. E Quanto maior o valor do superesfriamento, maior ser a dimens o do n cleo cr tico em um processo de solidifica o com nuclea o homog nea. ENADE 2005 A Os valores de difusividade de tomos de um mesmo elemento em materiais s lidos para o volume (D V), contorno de gr o (D CG) e superf cie (D S) a uma mesma temperatura apresentam a seguinte ordem crescente: D V > D CG > D S. B O valor de difusividade D para difus o intersticial do carbono, nitrog nio e hidrog nio em ferro na fase austenita (Fe-(, CFC) deve ser superior ao valor de difus o em ferrita (Fe-", CCC). C O gradiente de concentra o a for a motriz para o processo de difus o em s lidos. Quanto maior a diferen a de potencial qu mico, menor ser o fluxo de tomos no processo de difus o. D Considerando-se que 2 chapas de a o id nticas s o utilizadas como trocadores de calor em sistema de aquecimento com nitrog nio e que uma chapa est submetida temperatura interna de 1.000 C, e a outra, de 1.400 C, correto afirmar que a chapa submetida maior temperatura interna apresentar menor profundidade de penetra o de nitrog nio no metal. E Medidas de difusividade de um mesmo sistema em diferentes temperaturas permitem que sejam obtidos os valores da energia de ativa o para esse sistema e o fator pr -exponencial. rea: ENGENHARIA Grupo V 22 As quest es de 46 a 50, a seguir, s o espec ficas para os estudantes de ENGENHARIA DE MATERIAIS COM NFASE EM MATERIAIS CER MICOS E ENGENHARIA DE MATERIAIS-CER MICA Q U EST O 4 6 Q U E ST O 4 7 O diagrama acima mostra curvas de distribui o de tamanho de part culas de alumina vendida por Figura I determinado fornecedor. A curva indicada por como recebida refere-se ao material recebido do fornecedor. As outras curvas mostram a distribui o de tamanho de part cula desse material ap s diferentes tempos de A figura I, acima, mostra a varia o do potencial zeta e da viscosidade de suspens es que cont m 50% em volume de moagem. Considere que se deseje fabricar um produto a lu m i n a cer mico a partir dessa mat ria-prima, que tenha alta concentra o de poliacrilato de densidade (> 99%) e resist ncia mec nica. Devem ser am nio. A figura II, ao lado, produzidos gr nulos a partir desse material, os quais ser o mostra curvas de viscosidade de utilizados na prensagem do produto desejado. Com rela o a essa situa o, assinale a op o correta. em susp ens es fun o d esse da m esm o material, com e sem adi o de hidroximetil celulose, em fun o do pH do meio. A O maior tempo de moagem gera alumina com menor tamanho m dio de part culas e menor desvio-padr o, Com base nesses diagramas, o que acarretar maior empacotamento das part culas assinale a op o correta. durante a prensagem. B Para serem obtidos gr nulos de prensagem com maior densidade e com maior plasticidade, deve-se adicionar defloculante e ligante ao sistema , o que pode ser feito durante o processo de moagem. A Suspens es alumina dispersas ser o de Figura II o b tid as para concentra es de poliacrilato abaixo de 0,1%. B Com base apenas nos par metros mostrados nos diagramas, verificase que, se adicionado o hidroximetil celulose, as suspens es ter o o C Gr nulos obtidos por secagem a s pray ( spray drying ) maior grau de dispers o quando o pH do meio for 5. utilizando-se alumina mo da por 72 horas t m mais C Se uma suspens o for preparada com uma fra o de s lidos maior porosidade do que os fabricados com o material que a utilizada nas suspens es mostradas nas figuras, mantendo-se o como recebido . pH igual a 10 e com adi o do ligante, a viscosidade da suspens o D N o se deve realizar a moagem da alumina como recebida porque esse processo pode introduzir impurezas indesejadas na mat ria-prima. n o ser alterada. D Uma suspens o preparada nas condi es indicadas pelo ponto X (pH igual a 5 e com adi o de ligante) apresentar provavelmente um comportamento reol gico pseudopl stico. E A moagem da alumina recebida vai acarretar a E Usando-se uma suspens o preparada nas condi es indicadas pelo obten o de um produto final com maior densidade e ponto X, para obten o de uma pe a por colagem, ser o obtidos resist ncia mec nica. compactos com baixa porosidade. ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 23 Q U EST O 4 8 Com rela o aos processos de conforma o utilizados para obten o dos produtos cer micos comuns ilustrados acima, assinale a op o correta. A Do ponto de vista t cnico e econ mico, os processos de conforma o mais indicados para obten o dos produtos A, B e C s o, respectivamente, prensagem, extrus o e colagem. B Na fabrica o de tubos por extrus o, um ligante deve obrigatoriamente ser adicionado durante a prepara o da massa, para que ela apresente a consist ncia adequada ao processamento. C Os processos de conforma o pl stica devem ser usados exclusivamente para produtos cer micos base de argila, que confere a propriedade de plasticidade massa. D Para se reduzir o tempo de obten o da pe a C, utilizando-se o m todo de colagem, devem ser usadas suspens es cer micas com alta fra o de s lidos e suspens es parcialmente floculadas. E Aumentando-se a press o utilizada na prensagem de massas cer micas, aumentam-se o grau de compacta o e a densidade a verde, evitando-se o aparecimento de defeitos de prensagem. Q U EST O 4 9 Q U EST O 5 0 A tenacidade fratura uma caracter stica do material relacionada resist ncia propaga o de trincas. Uma limita o do uso de cer micas em aplica es estruturais a sua baixa tenacidade fratura. Entretanto, nas ltimas d cadas, cer micas avan adas de alta tenacidade t m sido desenvolvidas e utilizadas em aplica es antes restritas ao grupo de materiais met licos. Acerca desse assunto, julgue os itens abaixo. I As curvas acima representam o processo de queima de uma cer mica em diferentes temperaturas. Cada curva correspondente ao corpo verde obtido em condi es diferentes, especificadas a seguir: F1: prensagem uniaxial de um sistema de part culas de tamanho m dio de 0,1 :m; F2: prensagem uniaxial de um sistema de part culas de tamanho m dio de 20 :m; F3: prensagem isost tica a quente (HIP) de um sistema de part culas de tamanho m dio de 0,1 :m. Com base nessas informa es, assinale a op o correta acerca de mecanismos de sinteriza o. A As curvas I, II e III correspondem sinteriza o do corpo verde obtido nas condi es F1, F3 e F2, respectivamente. II III IV V B As curvas I e III correspondem sinteriza o do sistema de part culas mais finas, que apresentam menor sinterabilidade. C O m todo HIP, correspondente curva de sinteriza o II, permite, quando comparado prensagem uniaxial, a obten o de produtos cer micos com menor densidade final. D Para sinteriza o desse sistema, necess ria temperatura acima de 1400 C, a partir da qual come ar a ocorrer difus o. E Considerando que a queima seja realizada a 1600 C, o crescimento de gr o que ocorrer nesse sistema ser mais acentuado para o corpo verde obtido com a condi o F2. ENADE 2005 A tenacidade fratura de cer micas pode ser aumentada por meio da introdu o de elementos microestruturais que geram mecanismos para inibir a propaga o de trincas. Por meio do controle das t cnicas de processamento, poss vel a obten o de cer micas de alta densidade e com tamanho de gr o excepcionalmente pequeno, fatores que aumentam a resist ncia mec nica de cer micas. Part culas ou fibras cer micas adicionadas a uma matriz cer mica acarretam aumento da tenacidade fratura, mas n o afetam o limite de resist ncia tra o. A introdu o de tens es residuais de compress o na superf cie, onde h maior probabilidade de trincar, um mecanismo de aumento de tenacidade fratura usado para materiais v treos. Aumento de tenacidade por transforma o de fase um mecanismo utilizado em cer micas base de carbeto de sil cio, ou em situa es em que se adicionam part culas desse material a outras cer micas. Est o certos apenas os itens A B C D E I e III. I, II e IV. II, III e V. II, IV e V. III, IV e V. rea: ENGENHARIA Grupo V 24 As quest es de 51 a 55, a seguir, s o espec ficas para os estudantes de ENGENHARIA DE MATERIAIS COM NFASE EM MATERIAIS POLIM RICOS E ENGENHARIA DE MATERIAIS-PL STICO Q U EST O 5 1 Q U EST O 5 3 Um in cio promissor Cassini fotografa lua-esponja de Saturno Os primeiros pol meros sint ticos foram descobertos no in cio do s culo passado. Naqueles prim rdios, o desenvolvimento era praticamente todo feito de forma emp rica, pois pouco ou quase nada se sabia do que hoje se chama ci ncia dos pol meros. Foi Hermann Staudinger, qu mico alem o, que lan ou, em 1920, uma centelha na escurid o propondo a Teoria da Macromol cula. Sua interpreta o conceituava os pol meros como materiais formados por mol culas enormes, ou macromol culas, com milhares de tomos encadeados em longas seq ncias, formando uma cadeia polim rica. A partir dessa concep o, os avan os deram-se de forma consciente e sistem tica. Nas tr s d cadas seguintes, v rios pol meros foram criados, culminando esse avan o na polimeriza o estereoespec fica do polipropileno isot tico, feita em 1956 pelo qu mico italiano Giulio Natta. A sonda americana Cassini continua trabalhando duro para desvendar os mist rios do sistema saturnino. Em 26/9/2005, a espa onave passou raspando a 500 km da superf cie de Hip rion, a lua-esponja de Saturno. Hip rion, com seus pouco mais de 150 km de di metro, tem uma rbita oval e uma textura estranha. Os cientistas esperam que as imagens possam ajudar a explicar sua origem. prov vel que ela seja s uma pilha de destro os resultante de algum impacto em outra lua. Folha de S. Paulo, 28/9/2005, A-18. Tendo o texto acima como refer ncia, assinale a op o correta. A A polimeriza o de um mon mero vin lico d -se sempre com a forma o de uma configura o t tica. B Nos pol meros, o encadeamento do tipo cabe a-cauda o mais comum, devido a sua maior mobilidade e conseq ente reatividade. C Toda macromol cula um pol mero. D Para a produ o de qualquer pol mero, necess rio o uso de catalisadores estereoespec ficos. E O grande m rito de H. Staudinger foi ter criado a sua teoria com base na t cnica de microscopia eletr nica de varredura (SEM), utilizada em seus experimentos. Q U EST O 5 2 Esponja ou espuma um corpo s lido que, com muitos vazios ou buracos chamados c lulas e com baixa densidade aparente, pode ser usado na confec o de produtos leves. Ela pode ser natural, como, por exemplo, a esponja-do-mar, ou artificial, como a esponja de cozinha. Considerando essas informa es, julgue os itens a seguir. I A baixa densidade aparente de uma esponja reduz sua condutividade t rmica, servindo, assim, como isolante O mercado cresce t rmico. A leveza, a possibilidade de serem produzidas formas complexas e a excelente est tica dos bens de consumo produzidos por pol meros t m permitido o crescimento inimagin vel do uso dos pol meros aos primeiros desbravadores dessa rea. Apesar de todo esse aparente sucesso, como a produ o de fios sint ticos de nylon, os pol meros possuem uma defici ncia, s o muito sens veis temperatura, fluindo com facilidade, e, portanto, inst veis dimensionalmente. Essa sensibilidade tamb m se reflete na degrada o t rmica, que n o desprez vel e que reduz o desempenho mec nico e ptico, entre outros. II A presen a de buracos na esponja enfraquece-a, tornando-a Para minimizar a instabilidade t rmica dos pol meros, os projetistas de produtos t cnicos base desses materiais devem V O isopor uma espuma que pode ser produzida pelo A evitar us -los em aplica es em que esses materiais venham a ser solicitados mecanicamente. B eliminar a instabilidade dimensional e impedir a degrada o t rmica, introduzindo liga es cruzadas entre as cadeias polim ricas. C estimar a temperatura m xima de uso do produto e, a partir disso, escolher a melhor classe de pol meros a ser usada. D adicionar estabilizantes t rmicos que reduzam substancialmente o efeito da temperatura na mobilidade da cadeia e aumentem a temperatura m xima de uso. E escolher sempre pol meros semicristalinos, pois a presen a da fase cristalina promove a estabilidade t rmica da cadeia polim rica, o que garante a estabilidade dimensional da pe a. ENADE 2005 imprest vel para aplica es de alto n vel t cnico. III Esponjas de cozinha s o produzidas a partir da evapora o de parte do mon mero usado durante polimeriza o. IV A capacidade de absor o de gua de uma espuma depende apenas da rela o entre a quantidade de c lulas abertas e fechadas que ela tem. aquecimento de pequenas esferas de poliestireno encharcado com heptano. Est o certos apenas os itens A I e II. B I e V. C II e III. D III e IV. E IV e V. rea: ENGENHARIA Grupo V 25 Q U EST O 5 4 Q U EST O 5 5 Uma boa id ia se perpetua O consumo mundial ultrapassa os cem milh es de toneladas anuais O policloreto de vinila PVC foi sintetizado em 1912, Uma ind stria petroqu mica de m dio porte produz 300.000 toneladas por ano de poliolefinas pelo processo Ziegler-Natta. Para suprir as necessidades gerais do mercado, vencer a concorr ncia e tamb m ocupar nichos de consumo, ela pesquisa e desenvolve diferentes tipos (grades) de pol meros. Seus t cnicos usam todo o conhecimento t cnico-cient fico dispon vel mas s come ou a ser comercializado a partir de 1926, quando W. Semon descobriu sua plastifica o. Sua utiliza o em larga escala j comum na constru o civil h mais de duas d cadas. A produ o de tubos de PVC emprega o processo de extrus o. Inicialmente, o PVC em p misturado a v rios outros aditivos em um misturador de p , produzindo uma formula o. Esta introduzida no funil de sobre o processo de polimeriza o para atingir esses objetivos. alimenta o da extrusora, bombeada para frente, plastificada Devido necessidade de honrar compromissos financeiros, a e for ada a passar por uma matriz anular. O di metro diretoria dessa ind stria decidiu n o mais fazer grandes externo do tubo definido por um sistema de calibra o ao investimentos nos pr ximos anos. mesmo tempo em que resfriado e cortado em Na situa o hipot tica apresentada, para garantir o crescimento da empresa conforme o quadro estabelecido por sua diretoria, um comprimento padronizado. Para identifica o e divulga o da marca, alguns dados s o estampados ao longo do comprimento do tubo. procedimento adequado a ser adotado pelo gerente do laborat rio de pesquisa e desenvolvimento (P&D) seria Para reduzir o custo de produ o e melhorar a qualidade e a produtividade dos tubos de PVC, recomend vel A substituir o catalisador Ziegler-Natta utilizado por um de d cima gera o, que tem custo pouco superior, mas mais eficiente e, A reduzir o custo da formula o, eliminando-se o estabilizante t rmico, que, al m de ser caro, t xico e tem portanto, mais produtivo. B melhorar o sistema de remo o e de recupera o do inibidor usado para estabilizar os mon meros e, com isso, reduzir o consumo de catalisadores, componentes mais caros usados no papel secund rio. B substituir-se o estabilizante t rmico por pigmento marrom que esconde a colora o escura que aparece com a degrada o , o que reduz o custo da formula o. processo de polimeriza o. C aumentar-se a concentra o do plastificante usado, pois C substituir o catalisador Ziegler-Natta utilizado por outro base de metaloceno, que mais vers til e permite aumentar o n mero de g rades p roduzidas. este reduz a viscosidade do fundido, o que facilita a extrus o sem afetar as propriedades mec nicas do tubo. D utilizar-se, na formula o, uma mistura de resinas de PVC D trocar o mecanismo de polimeriza o por outro do tipo ani nico, obtidas por emuls o e por suspens o, pois isso permite pois este, por n o possuir termina o natural, aumenta as aumentar o empacotamento das part culas, o que facilita a possibilidades de copolimeriza o. extrus o. E aumentar o n mero de produtos e investir na produ o de E adicionar-se hidr xido de s dio (NaOH) na formula o, copol meros, usando diferentes tipos e concentra es de para neutralizar o cido clor drico gerado pela degrada o alfaolefinas. t rmica do PVC. Essa base barata, eficiente e pode ser usada em pequenas concentra es. ENADE 2005 rea: ENGENHARIA Grupo V 26 As quest es de 56 a 60, a seguir, s o espec ficas para os estudantes de ENGENHARIA METAL RGICA E ENGENHARIA DE FUNDI O Q U EST O 5 6 Q U EST O 5 7 A origem da produ o de ferro est descrita nas culturas chinesas e indianas desde os per odos remotos de 2000 a.C. Mesmo ap s 4000 anos do in cio da idade do ferro, a produ o atual de ferro baseia-se no mesmo princ pio do processo t rmico de redu o por carv o (carbot rmico). Neste in cio de s culo, a produ o global de a o est estimada em 700-900 milh es de toneladas por ano. A figura a seguir ilustra o alto-forno utilizado no processo de fabrica o de ferro-gusa por redu o. Durante a produ o de ferro-gusa, a incorpora o de impurezas e contamina es indesejadas pode ser minimizada pelo controle de processo e composi o qu mica da esc ria. Os teores dos elementos qu micos, como enxofre (S) e f sforo (P), devem ser usualmente reduzidos para o processo posterior de produ o de a o. Diagrama A reten o de lcalis na esc ria de alto-forno Diagrama B concentra o de enxofre no ferrogusa Utilizando o diagrama mostrado acima, identifique os componentes existentes nesse forno e assinale a op o correta. AI II III IV V BI II III IV V CI II III IV V DI II III IV V EI II III IV V - cadinho com gusa; - esc ria; - zona de combust o; - zona de amolecimento - zona seca ou granular. - cadinho com gusa; - zona de combust o; - esc ria; - zona seca ou granular; - zona de amolecimento - cadinho com gusa; - esc ria; - zona de amolecimento e - zona de combust o; - zona seca ou granular. - esc ria; - cadinho com gusa; - zona de combust o; - zona de amolecimento - zona seca ou granular. - esc ria; - cadinho com gusa; - zona de combust o; - zona seca ou granular; - zona de amolecimento ENADE 2005 e fus o; e fus o. Nos diagramas A e B, as curvas que, representam a reten o de lcalis na esc ria em fun o do ndice de fus o; basicidade da esc ria e a varia o do teor de enxofre no ferro-gusa em fun o da basicidade da esc ria s o, respectivamente, as curvas e fus o; A I e II. B II e I. C IV e III. D III e I. e fus o. E II e IV. rea: ENGENHARIA Grupo V 27 Q U EST O 5 8 Q U EST O 5 9 Tabela 1 Investimentos do setor sider rgico brasileiro 1994/2002 1994/2000 (realizados) unidades/ reas 2001/2006 (previstos) 44 534 1.631 632 856 3.268 878 259 41 20 1.846 10.009 40 141 715 555 288 1.372 243 101 12 35 933 4.435 mat rias-primas energia redu o aciaria lingotamento lamina o meio ambiente inform tica/automa o pesquisa e desenvolvimento treinamento de pessoal outros total total US$ milh es 84 675 2.346 1.187 1.144 4.640 1.121 360 53 55 2.779 14.444 fonte: IBS (2001-03) Tabela 2 Compara o de processos de alto-forno a coque e carv o vegetal item unidade carv o vegetal coque carbono fixo % 65-75 - 88 materiais vol teis cinza % % 25-35 2-5 % 0,03-0,10 % % 5-10 37-56 % % 8-7 2-12 % % 6-13 8-12 15-25 2-3 Apenas os itens I, II e III est o certos. Apenas os itens I, II e IV est o certos. Apenas os itens I, III e IV est o certos. Apenas os itens II, III e IV est o certos. Todos os itens est o certos. 5-7 0,4-0,8 % % (Kg/ton gusa) A B C D E 4-5 25-30 Fe2O 3 P 2O 5 Assinale a op o correta. 50-55 4-5 MgO Al2O 3 A viscosidade da esc ria de alto-forno independe da sua composi o qu mica de xidos. II Quanto maior o ndice da basicidade da esc ria, maior ser a efici ncia te rica na dessulfura o do ferro-gusa produzido. III A temperatura l iquidus d a esc ria deve ser pr xima da temperatura de vazamento do gusa, para otimiza o de viscosidade e energia envolvidas no processo. IV No processo de produ o de ferro-gusa, deve-se buscar um volume m nimo de esc ria com m ximo de rendimento t rmico, por tonelada de metal produzido. 0,45-0,70 SiO 2 CaO I -1 10-12 enxofre composi o da cinza Julgue os itens abaixo. 2-4 1-3 K 2O Na 2O res duos s lidos Q U EST O 6 0 250 a 500 Com base nas tabelas acima, julgue os seguintes itens. I II III IV V O teor de cinzas do coque superior ao do carv o vegetal, conseq entemente, ele provoca menor gera o de esc ria por tonelada de ferro-gusa produzido. A dessulfura o eficiente do ferro-gusa em alto-forno a coque requer a opera o com esc ria b sica (CaO/SiO 2>1), enquanto a reten o eficiente de f sforo no alto-forno a carv o vegetal requer e sc ria cida (CaO/SiO 2 < 1). Com rela o composi o qu mica, o alto-forno a coque produz ferro-gusa com teor de enxofre superior ao que produz o alto-forno a carv o vegetal. Do mesmo modo, um alto-forno a carv o vegetal produz ferro-gusa com teor inferior de f sforo ao produzido em alto-forno a coque. No perfil t rmico de opera o de um alto-forno, encontra-se uma zona intermedi ria denominada de Zona de Reserva T rmica , que est associada rea o endot rmica C( s ) + CO 2( g ) 2 CO( g ). Considerando os conceitos de sustentabilidade e de responsabilidade social, os investimentos em gest o e pol tica ambiental devem ser contemplados em todo projeto sider rgico. A gera o de rejeitos s lidos situa-se na faixa de 250-500 Kg/tonelada de ferro-gusa produzido, necessitando-se, portanto, de uma pol tica de elimina o, minimiza o e reciclagem de rejeitos. Est o certos apenas os itens A I, II e III. B I, III e IV. C I, IV e V. ENADE 2005 D II, III e V. E II, IV e V. Considerando as figuras acima, que mostram uma importante etapa do processo de fabrica o do a o, assinale a op o incorreta . A A transforma o do ferro-gusa em a o requer diminui o dos teores dos elementos carbono, sil cio e f sforo, tipicamente por meio de rea es qu micas de oxida o. B A transforma o do ferro-gusa em a o requer uma eleva o dos teores de nitrog nio e enxofre, geralmente por meio da redu o da basicidade da esc ria, temperatura e agita o do banho. C Pode-se promover a adi o de elementos de liga e o ajuste de teores de mangan s e sil cio nos fornos conversores tipo LD. D O processo de fabrica o de a o por sopro a oxig nio baseia-se na oxida o de elementos como, por exemplo, S i (Si + O 2 S iO 2) e Mn (Mn + O2 M nO). A oxida o do Fe (Fe + O 2 F eO) tamb m ocorre, mas tem uma fra o revertida pela presen a dos elementos Si, C, P (Si, C, P + FeO F e + xidos). E Uma seq ncia t pica de opera o de um conversor LD para a fabrica o de a o ilustrada na figura : (1) carregamento de sucata; (2) carregamento de gusa; (3) sopro de oxig nio; (4) vazamento do a o l quido; (5) retirada da esc ria. rea: ENGENHARIA Grupo V 28 As quest es de 61 a 65, a seguir, s o espec ficas para os estudantes de ENGENHARIA F SICA Q U EST O 6 1 Q U EST O 6 2 Trem que levita sucesso em Bras lia Magnus magnes ipsum est globus terrestris (O nosso planeta um grande m , William Gilbert) O jornal Folha de S. Paulo noticiou recentemente que a grafite deve ganhar novas aplica es comerciais sob a forma de um novo material fortemente magn tico (ferromagneto). A grafite Um miniprot tipo de trem que levita e transita a 400 km/h na presen a de campo magn tico foi um dos sucessos de p blico na 8. Expoci ncia, realizada em julho de comercial um material formado por planos de grafenos 2005, em Bras lia. Ele levita a alguns cent metros de dist ncia hex gonos de tomos de carbono ligados covalentemente ligados de um trilho de ferrita. As rodas do trem foram substitu das por entre si por for as fracas do tipo Van der Waals. pastilhas supercondutoras, baseados em um composto de trio A substitui o de elementos como ferro, cobalto e n quel por grafite magn tica teria enorme impacto em diversas reas. Na transforma o qu mica da grafite comercial em um material magn tico, s o introduzidas pequenas cavidades na estrutura do mineral pelas quais passam correntes eletr nicas que geram um momento magn tico resultante n o-nulo semelhante ao (Y), b rio (Ba) e cobre (Cu), refrigeradas por nitrog nio l quido a uma temperatura de !196 C. Esse tipo de tecnologia mais avan ado que outros experimentados por pa ses como Jap o e Alemanha, que t m prot tipos em tamanho real prontos para entrar em opera o comercial. A aplica o de materiais produzido por um solen ide. N o se pode imputar esse supercondutores ser certamente importante na rea de comportamento presen a de impurezas magn ticas no material, transportes, al m de reas como medicina, desenvolvimento de que da ordem de algumas dezenas de partes por milh o (ppm). novos dispositivos, transmiss o e armazenamento de energia. Assim, o efeito parece ser genuinamente intr nseco ao processo aplicado grafite comercial, ou seja, exist ncia de cavidades na estrutura do material. Considerando o texto acima e as caracter sticas dos materiais supercondutores, assinale a op o correta. Tendo como refer ncia o texto acima e sabendo que Z (C) = 6, A As aplica es dos materiais supercondutores baseiam-se no assinale a op o correta. fato de esses materiais serem condutores perfeitos. A Um material org nico formado essencialmente por carbono e, portanto, ferromagn tico, independentemente de qualquer transforma o f sico-qu mica. BO comportamento ferromagn tico B As duas propriedades fundamentais dos supercondutores resist ncia el trica praticamente nula e efeito M eissner s o as respons veis pela levita o do trem. do novo material desenvolvido, grafite magn tica, tem como origem os el trons C O efeito de levita o do trem sobre os trilhos deve-se repuls o t pica que ocorre entre dois m s quando seus p los 3 d d a estrutura eletr nica do carbono. C A grafite comercial, como conseq ncia de sua estrutura, apresenta propriedades el tricas fortemente anisotr picas, que permitem o aparecimento do ferromagnetismo por meio da iguais s o aproximados, e n o ao diamagnetismo dos materiais supercondutores. D O fen meno de levita o do trem deve-se exclusivamente introdu o de defeitos colunares nos planos de grafenos. aus ncia de resist ncia el trica, a qual decorrente das D As impurezas magn ticas presentes na grafite comercial propriedades dos portadores supercondutores denominados formam agrupamentos magn ticos localizados, chamados de clusters , que d o origem ao comportamento ferromagn tico observado na grafite magn tica. E A grafite magn tica um novo comp sito biocompat vel que pode ser utilizado em medicina visando-se obten o de novos medicamentos e elementos de engenharia. ENADE 2005 f rmions. E Do ponto de vista da viabilidade t cnica e comercial do projeto, seria mais vantajoso se os trilhos fossem feitos de material supercondutor e as pastilhas que substituem as rodas do trem fossem feitas de material magn tico. rea: ENGENHARIA Grupo V 29 Q U EST O 6 3 Q U EST O 6 5 Carbono em gotas O frio e o calor que v m dos m s Cilindros formados por uma camada enrolada de grafite com apenas um tomo de espessura, denominados nanotubos de carbono, podem servir como mat ria-prima para a cria o de uma nova gera o de componentes eletr nicos mais eficientes. Aparentemente vers teis como nenhuma outra estrutura f sica, podem atuar como condutores, semicondutores ou isolante el tricos. Aparentemente, os nanotubos de carbono s o gerados a partir de gotas de carbono que surgem na grafite em temperaturas de alguns milhares de graus Celsius, quando utilizado o m todo do arco el trico. N o h provas da exist ncia da fase l quida do carbono. Como a temperatura de fus o do carbono, em press o atmosf rica, da ordem de 5.000 C, alguns cientistas acreditam que o carbono evapora antes de se fundir. Entretanto, os nanotubos observados por meio de microscopia eletr nica revelaram a ocorr ncia de bolhas que lembram as gotas de orvalho que se formam sobre os fios de uma teia de aranha. Novos conceitos cient ficos est o transformando o modo como os eletrodom sticos funcionam. A pr xima gera o de refrigeradores n o vai funcionar por meio da expans o e da contra o de um g s, mas por meio da a o de campos magn ticos, com maior efici ncia e menor perda de energia. Descobertas recentes revelaram que um composto formado por mangan s e ars nio (MnAs), sob alta press o, apresenta alt ssima capacidade de retirar calor do ambiente, denominada efeito magnetocal rico colossal. Para se tornar comercialmente vi vel, a refrigera o magn tica depende de novos arranjos geom tricos de m s permanentes como os j usados em leitores de discos r gidos de computadores ou em motores que movem limpadores de p ra-brisa de autom veis para que se formem campos magn ticos intensos e de baixo custo. Considerando-se o texto acima, correto concluir que, para que o aparecimento da fase l quida do carbono fosse vi vel energeticamente, seria necess rio que A o calor de fus o fosse menor que o de sublima o, na temperatura de fus o. B a sublima o do carbono grafite s lido fosse acompanhada da absor o de calor de vaporiza o utilizado para vencer as for as de liga o entre as part culas do s lido. C o diagrama de fases do carbono grafite apresentasse um ponto eut ctico (liquido s olido " + s olido $). D a curva de equil brio de fases, em um diagrama de press o v ersus temperatura, que mostra as regi es de equil brio s lido-vapor, s lido-l quido e l quido-vapor, apresentasse o ponto triplo a uma press o bem abaixo da atmosf rica. E a varia o da energia livre de Gibbs ( )G ) fosse positiva. Q U EST O 6 4 Com base nas propriedades dos materiais magn ticos e sabendo que Z (Mn) = 25 e Z (Fe) = 26, julgue os itens a seguir. I II Mem ria no vidro Armazenar grandes quantidades de dados digitais em um pequeno peda o de vidro a nova possibilidade que se abre a partir do desenvolvimento de um novo material v treo. Um estudo do vidro base de xido de tungst nio usando-se um laser azul permitiu verificarse a fotossensibilidade volum trica do vidro, propriedade necess ria para realizar grava es em tr s dimens es. A capacidade de armazenamento desse vidro ser muito maior que a dos discos atuais o limite te rico de armazenamento de 1,6 terabyte, ou 1.600 gigabytes, por cent metro c bico. Os dados poder o ser apagados por tratamento t rmico ou por exposi o a lasers apropriados, o que torna esse material til como suporte regrav vel ou mem ria de alta capacidade. Para induzir processos pticos e o efeito fotossens vel no vidro de xido de tungst nio para a grava o de dados em tr s dimens es, podem ser usados lasers ultravioletas vis veis ou, ainda, lasers infravermelhos pulsados. A utiliza o de radia o laser n o processo descrito acima necess ria porque A o feixe de radia o laser incoerente, ou seja, no processo de emiss o estimulada t pico do laser , a fase da onda proveniente de um tomo n o est relacionada com a fase da onda proveniente de outro tomo. B o feixe de radia o laser p ode ser focalizado, mas n o produz aquecimento localizado. C o comprimento de onda t pico dos lasers m encionados da ordem de 10 !3 m. D o feixe de radia o laser , embora policrom tico e incoerente, altamente direcional e focaliz vel. E o feixe de radia o laser m onocrom tico, coerente e altamente direcional e focaliz vel. ENADE 2005 III IV V O mangan s cuja configura o eletr nica inclui os subn veis 3 d 5 e 4 s 2 , por ser vizinho imediato do ferro na tabela peri dica cuja configura o eletr nica inclui os subn veis 3 d 6 e 4 s 2 , um elemento com caracter sticas de m permanente, ou seja, ferromagn tico. Elementos de transi o da fam lia do ferro (Fe, Co, Ni) apresentam comportamento de m s permanentes, claramente identific veis por meio de curvas de magnetiza o v ersus c ampo externo fortemente hister ticas (curvas de histerese). Novos arranjos geom tricos de m s permanentes que poderiam tornar comercialmente vi vel a refrigera o magn tica podem ser aplicados em qualquer faixa de temperatura, j que a agita o t rmica n o afeta a ordem magn tica. m s permanentes que venham a tornar comercialmente vi vel a refrigera o magn tica devem apresentar altos valores de magnetiza o de satura o, mesmo nas temperaturas altas em que trabalham esses dispositivos. Materiais paramagn ticos, caracterizados por altos valores de suscetibilidade magn tica, podem substituir eficientemente os materiais utilizados na fabrica o de m s permanentes, com a vantagem de serem mais vi veis economicamente. Est o certos apenas os itens A I e IV. B I e V. C II e III. D II e IV. E III e V. rea: ENGENHARIA Grupo V 30 Q UESTION RIO DE PERCEP O SOBRE A PROVA As quest es a seguir visam obter a sua opini o a respeito da qualidade e da adequa o da prova que voc acabou de realizar. Escolha, em cada um a delas, a op o que m elhor reflete a sua opini o. Use os espa os reservados na folha de respostas para as suas m arca es. Agradecem os a sua colabora o. 1 Qual o grau de dificuldade da prova na parte de form a o geral? 6 As inform a es/instru es fornecidas nos enunciados das quest es foram suficientes para resolv -las? A Muito f cil. A Sim, at excessivamente. B F cil. B Sim, em todas elas. C M dio. D Dif cil. C Sim, na maioria delas. E Muito dif cil. D Sim, somente em algumas. E N o, em nenhuma delas. 2 Qual o grau de dificuldade da prova na parte de form a o espec fica? A Muito f cil. 7 Qual a m aior dificuldade com que voc se deparou ao B F cil. responder a prova? C M dio. A Desconhecimento do conte do. D Dif cil. B Forma diferente de abordagem do conte do. E Muito dif cil. 3 C Espa o insuficiente para responder s quest es. D Falta de motiva o para fazer a prova. Quanto extens o, em rela o ao tem po destinado resolu o, com o voc considera a prova? E N o tive dificuldade para responder prova. A Muito longa. B Longa. C Adequada. 8 Considerando apenas as quest es objetivas da prova, voc percebeu que D Curta. A n o estudou ainda a maioria dos conte dos avaliados. E Muito curta. B estudou apenas alguns dos conte dos avaliados, mas n o 4 Os enunciados das quest es da prova na parte de form a o geral estavam claros e objetivos? os aprendeu. C estudou a maioria dos conte dos avaliados, mas n o os A Sim, todos. aprendeu. B Sim, a maioria. D estudou e aprendeu muitos dos conte dos avaliados. C Apenas cerca da metade. E estudou e aprendeu todos os conte dos avaliados. D Poucos. E N o, nenhum. 9 5 Em quanto tem po voc concluiu a prova? Os enunciados das quest es da prova na parte de form a o espec fica estavam claros e objetivos? A Menos de uma hora. A Sim, todos. B Entre uma e duas horas. B Sim, a maioria. C Entre duas e tr s horas. C Apenas cerca da metade. D Entre tr s e quatro horas. D Poucos. E N o, nenhum. E Usei as quatro horas e n o consegui terminar. 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 E 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 28 C D 13 11 30 31 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 34 35 36 37 38 39 40 7 11 31 28 30 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 34 35 41 42 43 44 45 OL IM R .P 34 35 46 47 48 49 50 ND I FU DE G. EN 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 30 3 4 5 6 7 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 34 35 51 52 53 54 55 5 6 7 8, 9 e 10 11 C D 30 28 30 A E B A B E D B 33 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 29 31 33 34 35 56 57 58 59 60 E 29 C D 31 32 A E B B C B E D E A C D C D B B E A A D B E E C 12 27 28 32 33 3 4 C D 14 E 31 2 E 13 D E C A E C B 1 E A C D C D B B E A A D B E E C 11 12 29 A E B B D D E B EN G. F 2 27 28 D E C A E C B 1 8, 9 e 10 E A C D C D B B E A A D B E E C 11 12 C D SI CA CA E GI 7 32 33 ME TA L R 6 29 A E B B A C D E EN G. 5 E 31 O MA T M EE FA S N M 3 4 27 32 33 2 8, 9 e 10 E A C D C D B B E A A D B E E C 12 D E C A E C B 1 8, 9 e 10 29 A E B D C C D A EN G. P L DE M S TIC ATE RIA O IS 6 27 32 33 5 C D 14 29 30 3 4 E 13 27 28 2 E A C D C D B B E A A D B E E C 12 D E C A E C B 1 8, 9 e 10 E A C D C D B B E A A D B E E C 12 CO M CO EN G CE . DE R MA T MI CA ERIA IS 2 8, 9 e 10 11 D E C A E C B 1 ICO SE ER M ICO .C MA T M EE FA S N N M CO IAIS MA TE R DE EN G. 2 SE EN G S ME T LIC O IS ER IA MA T M EE FA S SE N FA SE M IS ER IA MA T DE EN G D E C A E C B 1 EN G. .D EM AT E DE MA TE R RIA IS- IAI S - ENGENHARIA GRUPO V 32 34 35 61 62 63 64 65 A E B C B A E D

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