Considere o vidro temperado. Assinale a INCORRETA:
a) O choque térmico controlado gera gradientes de temperatura que originam compressão superficial.
b) A resistência aumenta porque trincas precisam superar a camada compressiva antes de se propagarem.
c) A fragmentação em pequenas peças decorre do estado interno de tensões trativas.
d) O processo de têmpera elimina completamente a tração no interior do vidro.

Passo 1

O enunciado pede: identificar a afirmação INCORRETA entre as opções a), b), c) e d) sobre vidro temperado. As opções são:
a) O choque térmico controlado gera gradientes de temperatura que originam compressão superficial.
b) A resistência aumenta porque trincas precisam superar a camada compressiva antes de se propagarem.
c) A fragmentação em pequenas peças decorre do estado interno de tensões trativas.
d) O processo de têmpera elimina completamente a tração no interior do vidro.

Passo 2

O que é o processo de têmpera térmica (explicação didática, passo a passo)?
  • Primeiro aquece-se o vidro até acima da sua temperatura de amolecimento (temperatura de têmpera).
  • Em seguida resfria-se rapidamente as superfícies (com jatos de ar frio) enquanto o núcleo ainda está quente.
  • Esse resfriamento rápido das superfícies faz com que elas se contraiam e solidifiquem antes do núcleo. O núcleo, ainda a uma temperatura mais alta, contrai depois, ficando “preso” pelas superfícies já rígidas.
  • O resultado é um perfil de tensões através da espessura: camadas superficiais em compressão e região central (núcleo) em tração (tensões trativas).
    Explicação física curta: as superfícies mais frias querem encolher primeiro; o núcleo quente impede esse encolhimento completo, gerando compressão nas superfícies e tensão no interior.

Passo 3

Verificando a opção a): “O choque térmico controlado gera gradientes de temperatura que originam compressão superficial.”
  • Isso descreve exatamente o mecanismo da têmpera térmica: gradiente térmico entre superfície e núcleo durante o resfriamento gera compressão na superfície.
  • Conclusão: a) é correta.

Passo 4

Verificando a opção b): “A resistência aumenta porque trincas precisam superar a camada compressiva antes de se propagarem.”
  • Um defeito superficial (rachadura) só consegue abrir e crescer efetivamente se a tensão local for suficiente para vencer a compressão superficial. A camada compressiva “fecha” as microfissuras superficiais e aumenta a resistência à fratura sob carregamento externo.
  • Em termos práticos: a superfície comprimida protege contra a iniciação e crescimento de trincas superficiais, então a afirmação descreve corretamente por que o vidro temperado é mais resistente.
  • Conclusão: b) é correta.

Passo 5

Verificando a opção c): “A fragmentação em pequenas peças decorre do estado interno de tensões trativas.”
  • Quando o vidro temperado é quebrado (por exemplo, uma pedra que perfura a superfície comprimida), a compressão local é anulada e o núcleo em tração alivia-se rapidamente. Esse alívio das tensões internas faz com que a fratura se propague de forma fragmentada, produzindo pequenos grãos em vez de lascas grandes.
  • Em outras palavras, a presença de tensões trativas no interior favorece a fragmentação em partículas pequenas quando a superfície é rompida. Isso é a razão de segurança do vidro temperado.
  • Conclusão: c) é correta.

Passo 6

Verificando a opção d): “O processo de têmpera elimina completamente a tração no interior do vidro.”
  • Isso está errado por dois motivos principais: (1) a têmpera térmica, por construção, gera tração no interior (núcleo) — não a elimina. (2) por equilíbrio de forças internas, a soma (integral) das tensões através da espessura deve ser nula (sem forças externas resultantes), o que implica que a compressão superficial deve ser compensada por tração em outra região. Em forma matemática:
\int_{-h/2}^{h/2} \sigma(x)\,\mathrm{d}x = 0,
onde \sigma(x) é a tensão através da espessura h. Portanto não é possível “eliminar completamente” a tração interior sem também eliminar a compressão superficial — e então não haveria efeito de têmpera.
  • Mesmo em têmpera química (troca iônica), obtém-se compressão na superfície e, por equilíbrio, existe um estado complementar que pode incluir tensões internas residuais; não há cancelamento absoluto da tração interna.
  • Conclusão: d) é incorreta.

Passo 7

Resumo final e incentivo: a resposta incorreta é a d). Relaxa — você já entendeu a razão física: têmpera cria camada comprimida na superfície e tensões trativas no núcleo; essas tensões internas são justamente o que dão resistência e fazem o vidro fragmentar de forma segura. Vai dar certo na prova, está indo bem!

Resposta

d) O processo de têmpera elimina completamente a tração no interior do vidro.

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