A reciclagem de vidros é uma prática ambientalmente sustentável que reduz o consumo de matérias-primas e o volume de resíduos. Sobre os benefícios e características do vidro reciclado, assinale a alternativa CORRETA:

Em aplicações estruturais, a seleção inadequada de materiais pode levar a falhas mecânicas catastróficas: ligas metálicas podem romper por fadiga, cerâmicas por fratura frágil e polímeros por fluência em serviço prolongado. Com base nesse contexto, analise as afirmativas a seguir:

(I) A fratura frágil em metais ocorre com elevada deformação plástica, sendo caracterizada por alta absorção de energia.

(II) A fratura dúctil em metais envolve a nucleação, crescimento e coalescência de microcavidades, resultando em superfícies com pequenas depressões que indicam a deformação plástica antes da ruptura, chamadas “dimples”.

(III) As cerâmicas apresentam elevada resistência à compressão, mas são frágeis sob tração, com falha frequentemente iniciada em defeitos superficiais.

(IV) A tenacidade à fratura das cerâmicas é superior à dos metais dúcteis, permitindo que elas suportem maior deformação plástica antes da ruptura.

(V) Polímeros termofixos, devido à sua estrutura altamente reticulada, apresentam grande capacidade de deformação plástica antes da falha.

(VI) Polímeros semicristalinos podem apresentar falha por fluência mesmo quando submetidos a tensões relativamente baixas por longos períodos.

Estão CORRETAS as assertivas:

Uma célula solar a base de semicondutores, por exemplo, de silício ou arseneto de gálio, pode ser modelada pela equação de um diodo ideal em que a variação da corrente pelo diodo em função da tensão é dada por:

\( I(V) = I_{ph} - I_s \left[ \exp \left( \dfrac{qV}{k_B T} \right) - 1 \right] \)

Onde, \( I_{ph} \) é a corrente foto-gerada, \( I_s \) é a corrente de saturação do diodo, \( q \) é a carga do elétron, \( k_B \) é a constante de Boltzmann e \( T \) é a temperatura.

Avalie a tensão no diodo em circuito aberto (a uma mesma temperatura \( T \)) com relação a variação da densidade de corrente de saturação e da densidade de corrente foto-gerada em função do bandgap de energia de acordo como apresentada nos gráficos abaixo. Considere também os valores do bandgap do silício (Eg≈1,12 eV) e o bandgap de energia do arseneto de gálio (Eg≈1,42 eV).

Variação da densidade de corrente foto-gerada\( -I-{ph} \left(\large A \over cm^2 \right ) \) em função do bandgap de energia

Variação da densidade de corrente de saturação\( -I-{s} \left(\large A \over cm^2 \right ) \) em função do bandgap de energia

Com base nestas considerações, analise as afirmações a seguir:

I. O silício apresenta maior tensão em circuito aberto do que o arseneto de gálio pois a densidade de corrente foto-gerada diminui com o aumento do bandgap.

II. O Arseneto de Gálio apresenta maior tensão em circuito aberto do que o silício pois a densidade de corrente de saturação diminui expressivamente com o aumento do bandgap de energia.

III. O silício apresenta menor tensão em circuito aberto do que o arseneto de gálio porque sua densidade de corrente de saturação é maior, o que reduz a razão \( I_{ph}/I_s \).

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

Considere as seguintes afirmações sobre as propriedades magnéticas dos materiais:

I. O alumínio é um exemplo de material paramagnético, pois apresenta elétrons desemparelhados que contribuem para leve atração magnética.

II. Materiais ferromagnéticos, como o níquel, apresentam magnetização permanente e podem formar ímãs permanentes.

III. Materiais diamagnéticos, como o cobre, tornam-se ferromagnéticos acima da temperatura de Curie.

IV. A temperatura de Curie é a temperatura abaixo da qual materiais paramagnéticos passam a se comportar como diamagnéticos.

Assinale a opção que contém as afirmações CORRETAS.

A relação entre tenacidade (resistência ao impacto) e temperatura de transição dúctil-frágil em aços de baixo carbono pode ser descrita como:

Considere as seguintes afirmações sobre as propriedades térmicas dos materiais:

I. Termoplásticos geralmente apresentam maior coeficiente de expansão térmica do que termofixos.

II. Metais comuns, como alumínio e cobre, apresentam coeficiente de expansão térmica elevado, enquanto a liga Kovar (liga de ferro-níquel-cobalto) possui expansão térmica baixa e controlada.

III. A maior parte da energia assimilada por muitos materiais sólidos está associada com o aumento da energia vibracional dos átomos, sendo que as contribuições à capacidade calorífica total de outros mecanismos de absorção de energia são, normalmente, insignificantes.

IV. Cerâmicas policristalinas geralmente apresentam expansão anisotrópica, pois cada grão possui orientação cristalográfica distinta.

Assinale a opção que contém as afirmações CORRETAS.

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

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

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

Considere as seguintes afirmações sobre semicondutores:

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

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

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

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

Assinale a opção que contém as afirmações INCORRETAS.