Para cada afirmativa, escreva V (verdadeiro) ou F (falso) e justifique brevemente.
( ) Acima da temperatura de Curie, um material ferromagnético passa a se comportar como paramagnético.
( ) Acima da temperatura de Curie, um material ferromagnético passa a se comportar como paramagnético.
Passo 1
O enunciado pede que eu diga se a afirmativa é verdadeira ou falsa e que justifique brevemente. A afirmativa é:
“Acima da temperatura de Curie, um material ferromagnético passa a se comportar como paramagnético.”
Informações dadas: apenas essa frase. Não há figura nem dados numéricos adicionais.
Passo 2
Primeiro vamos entender, passo a passo, o que significa cada palavra da afirmativa (sem usar jargão demais). Ferromagnetismo: são materiais em que, por causa de uma interação entre elétrons (chamada de interação de troca), muitos momentos magnéticos atômicos tendem a se alinhar espontaneamente na mesma direção — mesmo sem aplicar campo magnético externo. Esse alinhamento macroscópico dá uma magnetização espontânea, que vou chamar de
(magnetização espontânea). Em linguagem simples: abaixo de certa temperatura os “pequenos ímãs” internos se organizam em coro e o material fica magnetizado por si só.
Agora, o que é a temperatura de Curie? A temperatura de Curie, que vou denotar por
, é a temperatura crítica onde ocorre uma transição de fase magnética. A explicação física é: existe uma energia que favorece o alinhamento (a interação de troca) e existe a energia térmica que tende a bagunçar os alinhamentos. A energia térmica típica por grau de liberdade é da ordem de
(onde
é a constante de Boltzmann). Quando
fica grande o suficiente — isto é, quando
ultrapassa
— as flutuações térmicas vencem a interação que mantinha os momentos alinhados, e a magnetização espontânea
cai para zero. Em resumo: abaixo de
temos ordenação ferromagnética (
); acima de
a ordenação de longo alcance desaparece (
).
Passo 3
O que é paramagnetismo? Num paramagneto, não há magnetização espontânea sem campo externo; os momentos magnéticos estão orientações basicamente aleatórias por causa do movimento térmico, mas quando aplicamos um campo magnético
eles tendem a se alinhar com esse campo e aparece uma magnetização proporcional:
, com
(susceptibilidade positiva, geralmente pequena). Ou seja, paramagnetismo = sem ordenação espontânea + resposta linear e positiva ao campo externo.
Passo 4
Agora conectando tudo: para muitos ferromagnetos reais, ao subir a temperatura acima de
a magnetização espontânea desaparece e o material passa a responder ao campo externo como um paramagneto. Essa resposta normalmente obedece à lei de Curie–Weiss para
:
onde
é a constante de Curie (positivo). Isso indica comportamento paramagnético (susceptibilidade positiva que decresce com
), embora exista ainda correlação de curto alcance entre momentos logo acima de
(flutuações críticas). Em linguagem de prova: existe uma transição ferromagnética → paramagnética em
.
Observação breve (para não te confundir na prova): há detalhes avançados — por exemplo, alguns materiais têm efeitos adicionais (ordens magnéticas mais complexas, comportamento itinerante dos elétrons) e imediatamente acima de
há flutuações e correlações de curto alcance — mas a resposta padrão pedida em prova é que, sim, acima de
o material perde a magnetização espontânea e passa a comportar-se paramagneticamente (no sentido de não ter magnetização espontânea e apresentar susceptibilidade positiva conforme Curie–Weiss).
Justificação curta e direta (como você deve escrever na prova): acima de
a energia térmica
supera a interação de troca que mantinha os momentos alinhados, a magnetização espontânea
cai a zero e o material passa a exibir resposta paramagnética (
, com
).
Resposta
V