Uma indústria brasileira pretende escolher o material de uma peça que ficará continuamente exposta a 600 °C…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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 indústria brasileira pretende escolher o material de uma peça que ficará continuamente exposta a 600 °C. Para tornar a comparação objetiva, o laboratório utiliza amostras previamente identificadas e consulta as temperaturas-limite fornecidas pelos fabricantes: alumínio, fusão a 660 °C; cobre, fusão a 1 085 °C; aço inoxidável, fusão entre 1 400 °C e 1 450 °C; polímero de engenharia, decomposição acima de 300 °C; vidro borossilicato, início de amolecimento a 820 °C. Neste projeto, considera-se mais adequado o material que permaneça sólido e apresente a maior margem entre sua temperatura-limite e a temperatura de operação. Com base nos dados do texto, qual material é mais adequado para a peça, considerando o critério estabelecido para a escolha?
- A) A amostra de aço inoxidável, pois apresenta a maior margem térmica acima da temperatura de operação.
- B) A amostra de alumínio, pois sua temperatura de fusão está acima da temperatura de operação.
- C) A amostra de cobre, pois sua temperatura de fusão é elevada para a aplicação.
- D) A amostra de vidro borossilicato, pois seu amolecimento começa acima da operação.
- E) A amostra de polímero de engenharia, pois sua estrutura suporta aquecimento contínuo.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- A temperatura de operação é 600 °C e o critério exige material que permaneça sólido e tenha a maior margem entre sua temperatura-limite e 600 °C. Passo 2: Alumínio: funde a 660 °C, permanece sólido a 600 °C, com margem de 60 °C. Passo 3: Cobre: funde a 1 085 °C, permanece sólido, com margem de 485 °C. Passo 4: Aço inoxidável: funde entre 1 400 °C e 1 450 °C, permanece sólido, com margem mínima de 800 °C (de 800 a 850 °C, conforme o ponto da faixa). Passo 5: Polímero de engenharia: decompõe-se acima de 300 °C, logo já se degrada abaixo da temperatura de operação, sendo inadequado. Passo 6: Vidro borossilicato: o amolecimento começa a 820 °C, permanece sólido a 600 °C, com margem de 220 °C. Passo 7: Entre os materiais que continuam sólidos a 600 °C, o aço inoxidável tem a maior margem, portanto a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 8: Alternativa B está errada, pois estar acima de 600 °C não basta; a margem de 60 °C é a menor entre os materiais viáveis. Alternativa C está errada, pois o cobre tem margem alta, mas inferior à do aço inoxidável. Alternativa D está errada, pois o vidro amolece a partir de 820 °C, com margem de apenas 220 °C. Alternativa E está errada, pois o polímero decompõe-se acima de 300 °C, abaixo da temperatura de operação de 600 °C.
💡 Dica: Considere as propriedades térmicas dos materiais mencionados.
Alternativa por alternativa
A 600 °C, o alumínio permanece abaixo de sua temperatura de fusão, o cobre também permanece sólido, o vidro borossilicato ainda não iniciou seu amolecimento e o polímero já teria se decomposto. Entretanto, o aço inoxidável possui a maior diferença entre sua temperatura-limite inferior, 1 400 °C, e a temperatura de operação, 600 °C, resultando em uma margem de pelo menos 800 °C. Assim, ele é o material mais adequado segundo o critério explicitamente definido.
O aluno considera suficiente que a temperatura de fusão do alumínio esteja acima de 600 °C e não compara as margens entre os materiais. Ele também não percebe que a margem de 60 °C é a menor entre os candidatos.
O aluno associa temperatura de fusão elevada a melhor desempenho e não calcula a margem em relação a 600 °C. Assim, deixa de notar que a margem do aço inoxidável é maior que a do cobre.
O aluno acredita que basta o início do amolecimento estar acima da temperatura de operação, sem comparar a margem com os demais materiais. Confunde ainda a condição mínima de uso com o critério de maior margem.
O aluno não lê o dado de decomposição acima de 300 °C, que está abaixo da operação de 600 °C, e supõe que polímeros resistem ao calor contínuo. Assim, ignora a condição de permanecer sólido.
Raio-X da questão
resistência ao calor
avaliacao
propriedades dos materiais · temperatura de fusão
Revisar as propriedades térmicas dos metais.
Escolher o alumínio, acreditando que sua leveza o torna mais adequado para altas temperaturas, sem considerar sua baixa resistência ao calor.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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