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download livro telecurso 2000 mecanica pdf

Departamento Regional de São Paulo
Materiais
Escola SENAI””
MÓDULOS ESPECIAIS
MECÂNICA
Módulos especiais - Mecânica
Material didático extraído do módulo “Universo da mecânica”
telecurso profissionalizante 2000.
Trabalho elaborado pela
Divisão de Recursos Didáticos da
Diretoria de Educação do
Departamento Regional do SENAI-SP
Editoração eletrônica
Célia Amorim Pery
Cleide Aparecida da Silva
CFP
Rua
CEP
Telefax:
E-mail: [email protected]
Começando pelo começo
Introdução
Esta é a primeira aula do seu curso sobre materiais para a
indústria mecânica. E sabe por onde vamos começar? Pelo
começo, naturalmente! E onde está esse “começo”? Está no
próprio material, em uma coisinha bem pequenininha chamada
átomo.
O átomo, que não dá para a gente ver nem com um microscópio,
determina se o material é aço, plástico, madeira ou ar. Estabelece
a maneira como cada material se comporta na natureza e também como ele “funciona” diante dos processos de fabricação e da
utilização do dia-a-dia.
O conhecimento dos fatores que governam as propriedades dos
materiais é importante para o profissional da indústria metalmecânica, cuja função é produzir materiais e peças com propriedades que atendam às mais diversas aplicações e solicitações de
uso.
Esses fatores estão relacionados com a estrutura geral do átomo
que, no final, diferencia um material do outro. Sabendo isso, é
possível prever o que vai acontecer quando um material é aquecido, resfriado, dobrado, esticado, torcido, lixado, cortado. Ou
seja, tudo o que você faz quando quer fabricar qualquer coisa.
O assunto é fascinante. Parece até mágica, mas não é. São
apenas algumas leis da Química e da Física, trabalhando para a
gente. Fique ligado.
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Um pouco de história e um pouco de química
Uma das coisas que torna o homem diferente dos outros animais
que vivem em nosso planeta é sua inteligência. E essa inteligência gerou o inconformismo por não entender como as coisas
“funcionam” no universo. Por isso, desde muito cedo, ele começou a pensar e fazer hipóteses sobre esse funcionamento, já que
não tinha instrumentos para comprovar suas teorias. A coisa mais
fascinante de tudo isso é que, muitas vezes, o homem acertou.
Uma das hipóteses mais importantes que esse passado nos
deixou, foi aquela feita por um grego chamado Demócrito. Ele
sugeriu que toda a matéria é composta de pequenas partículas
que ele chamou de átomos. Essa palavra grega quer dizer
“indivisível” e ele a usou porque achava que o átomo era tão
pequeno que não podia mesmo ser dividido.
Fique por dentro
Quando o átomo é dividido em partículas, ele libera grande
quantidade de energia. Foi esse conhecimento que permitiu a
criação da bomba atômica, cuja explosão é resultado de uma
divisão do átomo.
Hoje sabemos que os átomos são formados de várias partículas
ainda menores. Porém, esse conceito de indivisibilidade, vindo da
antigüidade grega, ainda é válido e se transformou na base da
Química moderna. E isso levou um bocado de tempo, porque foi
só em 1808 que o químico inglês, John Dalton, estabeleceu sua
Teoria Atômica. Em 1868, o russo Demitir Mendeleiev elaborou a
primeira classificação geral dos elementos. Esse trabalho deu
origem à tabela periódica que hoje conhecemos. Ele permitiu
prever as propriedades e descobrir elementos que Demitir e
cientistas de sua época ainda não conheciam.
Fique por dentro
A tabela periódica reúne, em grupos, elementos que têm propriedades químicas e físicas (mecânicas, magnéticas e elétricas)
semelhantes.
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Conhecer as leis que comandam essas partículas permite, pois,
explicar porque alguns materiais são mais resistentes ou mais
frágeis que outros.
E o que você precisa saber sobre isso? Em primeiro lugar, que
tudo o que existe é composto de átomos. E que os átomos são
formados de várias partículas e que aquelas que mais nos
interessam são os prótons, os elétrons e os neutros.
A teoria diz que no átomo existe um núcleo formado pelos prótons
e pelos neutros. Por convenção, os prótons são partículas com
cargas positivas, e os neutros, partículas estáveis que têm pouca
influência sobre as propriedades físicas e químicas mais comuns
dos elementos. Os elétrons, carregados negativamente, giram em
órbitas em volta desse núcleo.
De acordo com esse modelo, as órbitas são arrumadas em até
sete camadas, das quais a última é chamada de camada de
valência. Para que um átomo seja estável, ele deve ter 8 elétrons
nessa camada.
Fique por dentro
O hélio tem apenas dois elétrons em sua camada de valência.
Acontece que somente poucos átomos, os dos chamados gases
nobres (hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio), são
estáveis. Isso significa que todos os outros átomos, para se
tornarem estáveis, combinam-se entre si, cedendo, recebendo ou
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compartilhando elétrons, até que a última camada de cada um
fique com oito elétrons. É dessas combinações que surgem todos
os materiais que conhecemos.