Questão 12 - Considere as reações eutetóides e peritéticas. A) I, II e III estão corretas. B) I, II e IV estão corretas. C) II, III e IV estão corretas. D) Todas as afirmações estão corretas. E) Apenas I e II estão corretas. I) Uma reação eutetóide envolve a transformação de uma fase sólida em duas novas fases sólidas no resfriamento. II) A perlita é um exemplo de microestrutura eutetóide no sistema ferro-carbono. III) Uma reação peritética envolve a transformação de uma fase líquida e uma fase sólida em uma nova fase sólida. IV) As reações peritéticas são menos comuns que as reações eutéticas em sistemas de engenharia.

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado pede e quais são as afirmações a avaliar. O enunciado apresenta quatro frases (I, II, III, IV) sobre reações eutetóide e peritéctica e pede escolher a alternativa correta entre A, B, C, D ou E.
As afirmações são:
  • I) Uma reação eutetóide envolve a transformação de uma fase sólida em duas novas fases sólidas no resfriamento.
  • II) A perlita é um exemplo de microestrutura eutetóide no sistema ferro-carbono.
  • III) Uma reação peritéctica envolve a transformação de uma fase líquida e uma fase sólida em uma nova fase sólida.
  • IV) As reações peritécticas são menos comuns que as reações eutéticas em sistemas de engenharia.
O objetivo: decidir, com base em definições e exemplos, quais dessas afirmações são verdadeiras e escolher a alternativa correspondente.

Passo 2

Entender claramente o que é uma reação eutetóide (aula curta e direta).
Definição e ideia principal:
  • Uma reação eutetóide é uma transformação na qual, ao resfriar, uma fase sólida única se transforma em duas fases sólidas distintas e simultâneas.
  • Em palavras simples: uma fase sólida A (estável a uma temperatura mais alta) ao atingir certa temperatura se decompõe em duas outras fases sólidas B e C.
  • É análoga à reação eutética, que ocorre no estado líquido; a diferença é que a eutetóide ocorre inteiramente no estado sólido.
Exemplo didático (genérico):
  • Pense numa peça metálica numa solução sólida a alta temperatura; ao esfriar até a “temperatura eutetóide”, aquela única fase sólida divide-se em duas microfases com composições diferentes. Isso altera microestrutura e propriedades mecânicas.
Conclusão para a afirmação I:
  • A descrição de I corresponde exatamente à definição de eutetóide, portanto I é verdadeira.

Passo 3

Explicação e exemplo concreto: por que a perlita é eutetóide (aula aplicada ao sistema ferro-carbono).
O que é perlita:
  • No diagrama ferro–carbono, a perlita é uma mistura lamelar de ferrita ( \alpha) e cementita ( \mathrm{Fe}_3\mathrm{C}) que se forma pela decomposição da austenita ( \gamma) ao resfriar através da temperatura eutetóide.
  • A reação eutetóide no Fe–C, na composição aproximada de \,0{,}76\% de carbono e à temperatura de \,727^\circ\mathrm{C}, é:
\gamma \longrightarrow \alpha + \mathrm{Fe}_3\mathrm{C}.
  • Essa reação é exatamente “uma fase sólida (austenita) transformando-se em duas fases sólidas (ferrita e cementita)”.
Conclusão para a afirmação II:
  • A perlita é o exemplo clássico de microestrutura resultante da reação eutetóide no sistema ferro–carbono. Logo II é verdadeira.

Passo 4

Entender o que é uma reação peritéctica (aula curta e clara).
Definição e ideia principal:
  • Uma reação peritéctica ocorre ao resfriar quando uma fase líquida ( L) e uma fase sólida ( \alpha) reagem para formar uma nova fase sólida ( \beta).
  • Em símbolos, a reação típica peritéctica ao resfriar é:
L + \alpha \longrightarrow \beta.
  • Ou seja, ao atingir a temperatura peritéctica, o líquido e um sólido coexistentes combinam para formar um sólido diferente.
Exemplo (genérico e conhecido):
  • Em certos diagramas binários há uma linha peritéctica: por cima da temperatura peritéctica existe líquido + sólido \alpha; ao cruzar para baixo forma-se a fase sólida \beta.
Conclusão para a afirmação III:
  • A frase III descreve exatamente a definição de reação peritéctica, portanto III é verdadeira.

Passo 5

Discutir a afirmação IV: “As reações peritécticas são menos comuns que as reações eutéticas em sistemas de engenharia.” (avaliação qualitativa com exemplos)
Raciocínio:
  • Eutéticas ( L \rightarrow \alpha + \beta) aparecem em muitos sistemas comuns (por exemplo, ligas de solda, algumas ligas binárias, e em metais-cunha/ligas de colagem), e têm grande importância prática porque produzem microestruturas características ao solidificar a partir do líquido.
  • Peritécticas ( L + \alpha \rightarrow \beta) ocorrem também em vários sistemas (por exemplo, existem reações peritécticas no diagrama ferro–carbono em temperaturas elevadas), mas, na prática de engenharia e na metalurgia aplicada, os casos em que se trabalha com solidificações líquidas que geram eutéticos são muito frequentes (soldas, ligas de fundição, sistemas de baixa temperatura de fusão), enquanto transformações peritécticas, por exigirem coexistência de sólido e líquido numa faixa estreita e geralmente ocorrerem em faixas de temperatura mais altas, aparecem com menor frequência nas ligas mais usadas diariamente.
  • Em termos pedagógicos e práticos é comum dizer que reações peritécticas são menos frequentes/menos encontradas que reações eutéticas em sistemas de engenharia comuns — é uma afirmação qualitativa, não uma “lei” matemática, mas corresponde ao cenário prático habitual.
Exemplos para ilustrar:
  • Eutético famoso: ligas estanho-chumbo (soldas antigas) e microestruturas eutéticas em alguns ferros fundidos (onde a solidificação produz eutéticos).
  • Peritéctico no Fe–C: existe uma reação peritéctica em altas temperaturas (por exemplo envolvendo \delta-Fe e líquido formando \gamma), mas esse fenômeno é menos recorrente em aplicações cotidianas comparado aos muitos sistemas com eutética evidente na solidificação.
Conclusão para a afirmação IV:
  • A afirmação IV é uma afirmação qualitativa que, para fins de prova, é aceita como verdadeira: peritécticas tendem a ser menos comuns que eutéticas em muitos sistemas de engenharia práticos. Logo IV pode ser considerada verdadeira.

Passo 6

Juntando tudo: resumo das verdades/mentiras das afirmações I–IV.
  • I: verdadeira (definição de eutetóide).
  • II: verdadeira (perlita = produto eutetóide no Fe–C).
  • III: verdadeira (definição de peritéctica).
  • IV: verdadeira como afirmação qualitativa (em aplicações e diagramas comuns, reações peritécticas aparecem com menos frequência do que reações eutéticas).
Dado que todas as quatro afirmações são verdadeiras, a alternativa correta é a que afirma isso.

Resposta

(D)

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