5- A respeito das propriedades térmicas e ópticas dos materiais, marque a alternativa correta:
a) Analisando o coeficiente de dilatação térmica dos materiais, sabe-se que cerâmicas > metais > polímeros
b) um resfriamento rápido apresenta menor probabilidade de fratura por choque térmico que um aquecimento rápido, já que as tensões na superfície são de compressão.
c) Predominantemente, a coloração dos metais é percebida pelos fótons que são absorvidos pelo metal
d) Para os materiais cerâmicos, há o domínio da transmitância, em função de um grande poço de energia entre as bandas
e) Materiais dielétricos opacos podem tornar-se translúcidos ou transparentes com o aumento da porosidade ou redução do tamanho dos grãos
a) Analisando o coeficiente de dilatação térmica dos materiais, sabe-se que cerâmicas > metais > polímeros
b) um resfriamento rápido apresenta menor probabilidade de fratura por choque térmico que um aquecimento rápido, já que as tensões na superfície são de compressão.
c) Predominantemente, a coloração dos metais é percebida pelos fótons que são absorvidos pelo metal
d) Para os materiais cerâmicos, há o domínio da transmitância, em função de um grande poço de energia entre as bandas
e) Materiais dielétricos opacos podem tornar-se translúcidos ou transparentes com o aumento da porosidade ou redução do tamanho dos grãos
Passo 1
O enunciado pede para identificarmos qual das afirmações sobre propriedades térmicas e ópticas dos materiais é correta. Vamos revisar brevemente: coeficiente de dilatação térmica, choque térmico (resfriamento vs aquecimento), origem da cor nos metais, transparência em função da banda proibida e efeito de porosidade/tamanho de grão na translucidez.
Passo 2
Analisando a alternativa (a): coeficiente de dilatação térmica típico de polímeros é da ordem de
a
, de metais
a
e de cerâmicas
a
. Logo, a ordem real é polímeros > metais > cerâmicas, e não o inverso. A está errada.
Passo 3
Na alternativa (b), diz-se que resfriamento rápido tem menor probabilidade de choque térmico do que aquecimento rápido porque gera compressão na superfície. Na verdade, ao resfriar rápido a superfície tende a se contrair e fica em tensão, o que favorece fissuras na superfície. O aquecimento rápido coloca a superfície em compressão (mais seguro), de modo que (b) também está incorreta.
Passo 4
A alternativa (c) afirma que a coloração dos metais é percebida pelos fótons que são absorvidos. Porém, nós vemos a cor de um metal pelos fótons que são refletidos (ou reemitidos) seletivamente, não pelos que são absorvidos. Portanto, (c) é falsa.
Passo 5
A alternativa (d) diz que cerâmicas exibem domínio de transmitância em função de um grande poço de energia entre as bandas (isto é, banda proibida larga). De fato, muitos óxidos e nitretos cerâmicos têm gap de
,eV, acima da energia dos fótons visíveis, tornando-os transparentes ou translúcidos na faixa visível. Logo, (d) está correta.
Passo 6
Na alternativa (e), sugere-se que aumentar a porosidade ou reduzir o tamanho de grão de dielétricos opacos os torna mais translúcidos ou transparentes. Embora grãos muito finos (menores que o comprimento de onda) possam diminuir a dispersão, o aumento de porosidade cria interfaces ar/material que dispersam luz fortemente. Assim, porosidade em geral reduz a transparência. Então, (e) é incorreta.
Resposta
d) Para os materiais cerâmicos, há o domínio da transmitância, em função de um grande poço de energia entre as bandas.