domingo, 10 diciembre 2023

Examen de Química de Materiales – Febrero 2023 (1s) – Enunciados

Al azar


La solución razonada de cada pregunta puede verse pulsando en el enunciado.

1. Supongamos que se acuerda cambiar la referencia de la unidad de masa atómica de modo que, en adelante, se considerará que 1 átomo de 12C tiene una masa de 1 unidad de masa atómica (uma). ¿Cuál sería la equivalencia entre unidad de masa atómica y gramo en el nuevo sistema?

(A). 1 uma(nueva) = 2·10–23 g (en números redondos)
(B). 1 uma(nueva) = 1,38·10–25 g
(C). 1 uma(nueva) = 1,66·10–24 g
(D). La relación entre uma y gramo sería la misma en ambos sistemas.


2. En general, a diferencia de los polímeros termoplásticos, los polímeros termoestables se caracterizan por…

(A). tener unidas sus cadenas por enlaces covalentes fuertes.
(B). poder sufrir cambios reversibles con la temperatura.
(C). ablandarse al calentarse, lo que permite moldearlos.
(D). no degradarse con el aumento de temperatura.


3. La arista del cubo de la celda unitaria del hierro cúbico centrado en el cuerpo, a temperatura ambiente, mide 0,287 nm. ¿Cuántas celdas cabrían en 1 mm3?

(A). 3,48·106
(B). 3,48·1012
(C). 4,23·1019
(D). El valor que se obtiene es muy diferente a los otros.


4. La masa atómica del tántalo es 180,95; su densidad es 16650 kg m–3. Cristaliza en una red cúbica centrada en el cuerpo. ¿Cuánto vale el parámetro de red?

(A). 0,262 nm
(B). 0,330 nm
(C). 0,416 nm
(D). El valor que se obtiene es muy diferente a los otros.


5. Sobre los mecanismos de difusión, una sola de las siguientes afirmaciones es falsa.

(A). La vibración térmica es el principal motor de la difusión.
(B). Dos mecanismos básicos son la difusión de vacantes y la ocupación de intersticios.
(C). La velocidad de la difusión aumenta con la temperatura.
(D). En los cristales perfectos no se produce autodifusión.


6. Decir cuál de las siguientes afirmaciones sobre el siguiente fragmento del diagrama de fases del sistema Cu-Zn es correcta.

(A). Se ven dos puntos eutectoides.
(B). Existe una transformación eutéctica y una eutectoide.
(C). Se observa un punto peritéctico a cerca de 600 oC.
(D). Existe una transformación eutéctica y otra peritéctica.


7. Considérese el diagrama del Pb-Sn:

Se tiene una aleación del 10 % de estaño a 200 ºC. Manteniendo la temperatura constante se va añadiendo Sn en pequeñas cantidades, dando tiempo suficiente y procurando las condiciones adecuadas para que, tras añadir un poco de Sn, se alcance la estabilidad termodinámica del sistema antes de agregar la siguiente cantidad de Sn. ¿Qué le ocurrirá teóricamente a la mezcla conforme vaya aumentando la riqueza de estaño?

(A). Primero, parte de la aleación se licuará; después se licuará toda ella; seguidamente solidificará parte del líquido y finalmente solidificará todo. 
(B). La aleación se mantendrá siempre sólida, si bien serán cada vez más pobre en plomo.
(C). Se producirá cada vez más líquido conforme aumenta la proporción de Sn, ya que este tiene menor punto de fusión que el Pb.
(D). Se formará un líquido y todo el estaño adicional que se agregue se irá disolviendo en él.  


8. ¿Cuántos gramos de C por cada 100 g de Fe forman una muestra de cementita? (Pesos atómicos: Fe = 55,845; C = 12,011).

(A). 6,67 g
(B). 7,17 g
(C). 17,67 g
(D). 64,52 g


9. Una de las siguientes afirmaciones sobre las aleaciones de titanio es falsa.

(A). Se emplean mucho en medicina, pero tienen el inconveniente de que su biocompatibilidad es moderada o baja.
(B). Hay elementos que estabilizan la fase α del titanio y otros que estabilizan la fase β.
(C). Un tipo de aleaciones de titanio se denominan α + β.
(D). Al enfriar el Ti se produce la transformación Ti(β) → Ti(α).


10. Se realizó un ensayo de tracción completo de una probeta de magnesio de 12 mm de diámetro y 30 mm de longitud, hasta la ruptura. En la tabla siguiente se representan la fuerza de tracción, F, y la longitud de la probeta en cada momento, L, hasta que se rompe.

F / NL / mm
030,0000
500030,0296
1000030,0592
1500030,0888
2000030,15
2500030,51
2650030,90
2700031,50
2650032,10
2500032,79

Se supone que la probeta mantiene constante su volumen y que en el ensayo adelgaza por igual a lo largo de toda su longitud, es decir, no se produce una estricción notable. ¿Cuál es el valor aproximado de la tensión real en la ruptura?

(A). 221 MPa
(B). 242 MPa
(C). 362 MPa
(D). 762 MPa


11. Determinar el factor de empaquetamiento atómico del cuarzo sabiendo que el número de átomos de Si por cm3 es 2,66·1022 y que los radios atómicos del silicio y el oxígeno son, respectivamente, 0,038 y 0,117 nm.

(A). 0,333
(B). 0,363
(C). 0,666
(D). El valor que se obtiene es muy diferente de los anteriores.


12. Se dan a continuación unos valores de relaciones de tamaños de radio del catión respecto a radio del anión en sólidos cerámicos. ¿Para cuál de ellos la estructura preferida es la octaédrica?

(A). [0,155, 0,225)
(B). [0,225, 0,414)
(C). [0,414, 0,732)
(D). ≥ 0,732


13. ¿Cuál es el peso molecular medio en número (también llamado peso molecular numérico medio) de un poliestireno cuyo grado de polimerización medio es 25000? (Pesos atómicos: C: 12; H: 1).

(A). 3,5·105
(B). 7·105
(C). 1,05·106
(D). 2,6·106


14. Considérese un polietileno lineal de alto peso molecular. Este se puede clorar induciendo la sustitución de átomos de cloro por hidrógeno. Si son sustituidos el 5 % de todos los átomos de hidrógeno, ¿qué porcentaje aproximado en peso de cloro tendría el producto? (Pesos atómicos: C: 12, H: 1; Cl: 35,5).

(A). 5%
(B). 20%
(C). 73%
(D). 95%


15. Suponiendo que la conductividad térmica cumpla la regla de las mezclas, ¿podría calcularse cuál sería el valor máximo de esta propiedad para un compuesto consistente en un 85% en volumen de partículas de carburo de titanio (TiC) en una matriz de cobalto? Las conductividades térmicas del TiC y el Co son, respectivamente, 27 y 69 W / (m K).

(A). Sí: 3,37·10–2 W / (m K).
(B). Sí: 33,3 W / (m K).
(C). Sí: 62,7 W / (m K).
(D). No, porque faltarían las densidades del TiC y el Co.


16. Calcular el valor de la conductividad eléctrica (en unidades del sistema internacional) de un cilindro de silicio de 5,1 mm de diámetro y 38 mm de longitud por el que pasa una corriente de 0,1 A en dirección axial bajo una diferencia de potencial de 12,5 V.

(A). 6,7·10–2
(B). 0,27
(C). 14,9
(D). 125


17. La porcelana eléctrica es una cerámica cuya propiedad más utilizada en la práctica es que es…

(A). piezoeléctrica.
(B). semiconductora.
(C). aislante.
(D). ferroeléctrica.


18. Sabiendo que la brecha de energía del silicio intrínseco a temperatura ambiente es Eg = 1,1 eV, ¿la longitud de onda mínima de los fotones que puede absorber este material a temperatura ambiente es alguno de los siguientes valores: 0 μm, 11,1 μm, 265,8 μm? (Datos: h = 6,62·10–34 J s; 1 eV = 1,6·10–19 J; c ≈ 3·108 m s–1).

(A). Sí: 0 μm
(B). Sí: 11,1 μm
(C). Sí: 265,8 μm
(D). No, ninguno de esos.


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