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Química2ª sérieBNCC EM13CNT307Fácil⏱ curto

Uma cooperativa brasileira pretende fabricar recipientes reutilizáveis para transportar uma solução aquosa…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT307

Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma cooperativa brasileira pretende fabricar recipientes reutilizáveis para transportar uma solução aquosa levemente ácida. O recipiente precisa ser leve para facilitar o transporte, resistente à corrosão e suficientemente resistente para suportar uma pressão interna de até 200 MPa. Em um ensaio comparativo, foram obtidos os seguintes dados para os materiais disponíveis: o aço inoxidável apresentou densidade de 7,9 g/cm³, perda superficial de 0,001 mm/ano e resistência mecânica de 500 MPa; o vidro, densidade de 2,5 g/cm³, perda superficial de 0,001 mm/ano e resistência mecânica de 100 MPa; o alumínio, densidade de 2,7 g/cm³, perda superficial de 0,010 mm/ano e resistência mecânica de 250 MPa; o plástico, densidade de 1,2 g/cm³, perda superficial de 0,030 mm/ano e resistência mecânica de 80 MPa; e a madeira, densidade de 0,6 g/cm³, perda superficial de 0,020 mm/ano e resistência mecânica de 50 MPa. Para o projeto, considera-se leve o material com densidade de até 3,0 g/cm³ e resistente à corrosão aquele cuja perda superficial não ultrapasse 0,020 mm/ano. Com base nos dados do ensaio, qual material atende simultaneamente aos requisitos de leveza, resistência à corrosão e resistência mecânica necessários para a fabricação dos recipientes?

  1. A) Alumínio
  2. B) Madeira
  3. C) Aço inoxidável
  4. D) Vidro
  5. E) Plástico

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

  1. Identifique os requisitos. Leveza: densidade de até 3,0 g/cm³. Resistência à corrosão: perda superficial de no máximo 0,020 mm/ano. Resistência mecânica: como a pressão interna pode chegar a 200 MPa, o material deve suportar pelo menos 200 MPa. Passo 2: Analise o alumínio. Densidade 2,7 g/cm³ (atende, pois é menor que 3,0), perda superficial 0,010 mm/ano (atende, pois é menor que 0,020) e resistência mecânica 250 MPa (atende, pois é maior que 200). Logo, o alumínio cumpre os três requisitos simultaneamente. Passo 3: Verifique o aço inoxidável. Atende à corrosão (0,001 mm/ano) e à resistência mecânica (500 MPa), mas a densidade de 7,9 g/cm³ o torna pesado e reprova no requisito de leveza. Passo 4: Verifique o vidro. Atende à leveza (2,5 g/cm³) e à corrosão (0,001 mm/ano), mas sua resistência de 100 MPa é insuficiente para 200 MPa. Passo 5: Verifique o plástico. Densidade de 1,2 g/cm³ atende à leveza, mas a perda de 0,030 mm/ano excede o limite de 0,020 e a resistência de 80 MPa é insuficiente. Passo 6: Verifique a madeira. Atende à leveza (0,6 g/cm³) e ao limite de corrosão (0,020 mm/ano não ultrapassa o limite), mas sua resistência de 50 MPa é muito inferior a 200 MPa. Conclusão: apenas o alumínio atende aos três requisitos, o que confirma o gabarito A.

💡 Dica: Considere as propriedades dos materiais.

Alternativa por alternativa

A Correta

O alumínio apresenta densidade de 2,7 g/cm³, portanto é leve segundo o critério estabelecido; perda superficial de 0,010 mm/ano, inferior ao limite de 0,020 mm/ano; e resistência mecânica de 250 MPa, superior aos 200 MPa exigidos. É o único material que satisfaz simultaneamente os três requisitos.

B Erradaerro: Interpretação

O aluno considerou apenas a leveza e a natureza do material, supondo que a madeira seja adequada para recipientes. Ele ignorou que sua resistência mecânica de 50 MPa não suporta a pressão de 200 MPa.

C Erradaerro: Interpretação

O aluno associou o aço inoxidável à resistência à corrosão e à alta resistência mecânica, mas não verificou o requisito de leveza. A densidade de 7,9 g/cm³ excede amplamente o limite de 3,0 g/cm³.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno imaginou que o vidro, por ser leve e inerte, serve para qualquer recipiente. Ele não comparou a resistência de 100 MPa com a pressão exigida de 200 MPa.

E Erradaerro: Atenção

O aluno considerou o plástico adequado apenas por ser leve, sem comparar a perda superficial de 0,030 mm/ano com o limite de 0,020 mm/ano. Também não percebeu que sua resistência de 80 MPa é insuficiente.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil
Leitura baixo
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ direta🧩 consolidacao
🎯 Conceito central

materiais para recipientes

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

propriedades dos materiais · resistencia a corrosao

📚 Reveja

Revisar as propriedades dos materiais utilizados em recipientes.

⚠️ Erro mais comum

Confundir leveza com resistência, escolhendo materiais pesados ou que não resistem à corrosão.

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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