Apesar da grande variedade de metais existentes, a maioria não é empregada em estado puro, mas em ligas com propriedades alteradas em relação ao material inicial, o que visa, entre outras coisas, a reduzir os custos de produção. As indústrias automobilísticas, aeronáuticas, navais, bélicas e de construção civil são as principais responsáveis pelo consumo de metal em grande escala. Ligas metálicas são materiais de propriedades semelhantes às dos metais e contêm pelo menos um metal em sua composição. Há ligas formadas somente de metais, outras de metais e não metais (carbono, fósforo). É interessante constatar que as ligas possuem propriedades diferentes dos elementos que as originam. Algumas propriedades são diminuição ou aumento do ponto de fusão, aumento da dureza e aumento da resistência mecânica. Suponha que uma dada liga metálica de bronze seja formada por cobre, estanho e alumínio na proporção em volume de 6 para 3 para 1 respectivamente. Qual é a massa específica da liga metálica, medida em
? As massas específicas de cada um dos elementos na forma pura é: cobre laminado é
, estanho
; alumínio
Resposta:
Passo 1
Beleza, aqui o exercício fala de uma liga de bronze formada por cobre, estanho e alumínio nas proporções de volume 6:3:1. A ideia é achar a densidade (massa específica) da liga resultante, em g/cm³.
Conteúdo: densidade e média ponderada de densidades quando a mistura é feita por volumes.
O que vamos precisar:
Conteúdo: densidade e média ponderada de densidades quando a mistura é feita por volumes.
O que vamos precisar:
- Entender que densidade é
. - Somar as massas individuais de cada metal (usando volumes proporcionais).
- Dividir a massa total pelo volume total para achar a densidade da liga.
Passo 2
Bora lembrar a definição de densidade:
,
onde é a massa (g) e
é o volume (cm³).
No caso de uma mistura feita por volumes, a densidade da liga é
.
onde
No caso de uma mistura feita por volumes, a densidade da liga é
Passo 3
Vamos adotar um “volume base” de 10 cm³ de liga, já que 6+3+1 = 10 partes:
- Volume de cobre:
cm³ - Volume de estanho:
cm³ - Volume de alumínio:
cm³
Entãocm³.
Passo 4
Calcular a massa de cada metal usando
:
- Para o cobre (
g/cm³):
g - Para o estanho (
g/cm³):
g - Para o alumínio (
g/cm³):
g
Agora a massa total:
g.
Passo 5
Por fim, a densidade da liga:
Arredondando, dá
g/cm³.
Resposta
A densidade da liga metálica é
.