Introdução aos Materiais de Engenharia Aula 2 - Introdução Estrutura Atômica e Propriedades Bibliografia - Van Vlack : Princípios de Ciência dos Materiais, cap. 2

A composição química de uma substância pura determina suas propriedades OS PRINCIPAIS MATERIAIS DE ENGENHARIA SÃO FORMADOS POR COMPOSTOS MOLECULARES OU LIGAS METÁLICAS. - A estrutura atômica determina as principais propriedades das substâncias puras ESTRUTURA ATÔMICA Número atômico : quantidade de eletrons no átomo neutro Peso atômico : expresso em UMA, equivalente a 6,02 x 10-23 g Níveis de energia dos elétrons : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 4p, 4d, 5s... Carga do elétron = 1,6 x 10-19 C Núcleo Elétrons 2 2 2

Distâncias Interatômicas Forças de Ligação IÔNICAS - Atração entre negativo e positivo ( moléculas - NaCl, MgO ) COVALENTES - Compartilhamento de elétrons para complementar camadas ( O2, C - diamante ). METÁLICAS - Compartilhamento de elétrons livres ( metais em geral ). SECUNDÁRIAS - Ligações fracas ( van der Waals ), normalmente complementando ligações fortes. Distâncias Interatômicas : atração x repulsão Número de Coordenação : determinante da disposição geométrica dos átomos ou moléculas 2 2 2

As principais propriedades estão ligadas a características da estrutura atômica das substâncias. DENSIDADE TEMPERATURA MÓDULO DE EXPANSÃO CONDUTI- DE FUSÃO ELASTICIDADE TÉRMICA VIDADE PESO ATÔMICO RAIO ATÔMICO TIPO DE LIGAÇÃO FORÇA DE LIGAÇÃO NÚMERO DE COORDENAÇÃO 2 2 2

Uma tubulação de cobre com 302 m de comprimento e 50 mm de diâmetro Questão 1 Uma tubulação de cobre com 302 m de comprimento e 50 mm de diâmetro tem paredes de espessura 1 mm e está em um ambiente a 25°C. Durante o bombeamento de um líquido aquecido, a temperatura interna do tubo varia linearmente de 150 a 120°C, e a externa de 45 a 30°C, de uma ponta à outra do tubo. Calcule : a) O calor transferido por hora, ao longo do tubo. B) O comprimento real do tubo na condição aquecida. C) Faça um gráfico do fluxo de calor em relação ao comprimento do tubo. Dados do cobre : - Condutividade térmica = 0,40 W / mm.°C - Dilatação linear = 17 x 10-6 °C-1 2 2 2

material é capaz de absorver num dado período de tempo sob determinado Questão 2 Reescreva as frases abaixo, corrigindo os erros porventura existentes : a) O trecho inicial da curva tensão x deformação é habitualmente curvo e decrescente com coeficiente angular correspondente ao módulo de expansão térmica do material. B) A condutividade térmica indica a quantidade de energia atômica que um material é capaz de absorver num dado período de tempo sob determinado gradiente de massa. C) Silício, oxigênio e ferro são os elementos sólidos mais abundantes no manto terrestre. 2 2 2