Sabendo que o Fe puro sofre uma transformação estrutural na temperatura de 912^circ C, passando de uma estrutura cristalina CCC para outra CFC, explique o que ocorre com a sua densidade, justificando claramente a sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre o ferro puro (Fe) que, quando a temperatura atinge 912^circ C, muda sua estrutura cristalina de CCC para CFC. A matéria em questão aqui é sobre estruturas cristalinas e densidade dos materiais. Para resolver, vamos precisar entender o que são as estruturas CCC (Cúbica de Corpo Centrado) e CFC (Cúbica de Face Centrada), além de como essas mudanças afetam a densidade do material.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa cada estrutura cristalina:
  • Cúbica de Corpo Centrado (CCC ou BCC): Nesse tipo de estrutura, além dos átomos nos cantos do cubo, tem um átomo no centro. Isso resulta em uma menor empacotamento dos átomos.
  • Cúbica de Face Centrada (CFC ou FCC): Aqui, além dos átomos nos cantos, tem um átomo no centro de cada face do cubo. Essa disposição permite um empacotamento mais eficiente dos átomos.

Passo 3

A densidade ( rho) de um material é definida pela fórmula:
rho = mV
onde m é a massa e V é o volume. Quando a estrutura muda de BCC para FCC, a maneira como os átomos estão empacotados muda, o que pode afetar o volume ocupado.

Passo 4

No tipo BCC, há menos espaço ocupado pelos átomos comparado ao FCC. Isso significa que, para a mesma massa de ferro, a estrutura FCC ocupa menos volume que a BCC. Com menos volume para a mesma massa, a densidade aumenta.

Passo 5

Então, quando o ferro passa de CCC para CFC a 912^circ C, ele muda para uma estrutura mais compacta. Isso faz com que o volume diminua enquanto a massa permanece a mesma, resultando em um aumento na densidade.

Resposta

Quando o ferro puro muda sua estrutura cristalina de CCC para CFC a 912^circ C, a densidade do material aumenta porque a nova estrutura permite um empacotamento mais eficiente dos átomos, reduzindo o volume ocupado sem alterar a massa.

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