Para cada afirmativa, escreva V (verdadeiro) ou F (falso) e justifique brevemente.
() No estado ferromagnético, os momentos magnéticos estão completamente alinhados mesmo sem campo externo.

Passo 1

O enunciado pede que eu assinale se a afirmativa é verdadeira (V) ou falsa (F) e que eu justifique brevemente. A afirmativa é: “No estado ferromagnético, os momentos magnéticos estão completamente alinhados mesmo sem campo externo.”
Informações dadas: a frase acima é a única informação; preciso decidir V ou F e justificar.

Passo 2

Primeiro, preciso explicar o que normalmente se entende por “estado ferromagnético” (sem resolver ainda a veracidade da frase). Em palavras simples: abaixo de uma certa temperatura chamada de T_C (temperatura de Curie), as interações entre spins (ou momentos magnéticos atômicos) favorecem que eles se alinhem entre si, gerando uma magnetização espontânea \,M_s\neq 0.\nAqui \,M_s significa a magnetização que existe mesmo na ausência de campo externo aplicado. Isso é diferente do caso paramagnético, onde sem campo externo a magnetização média é zero.

Passo 3

Agora é importante esclarecer o que significa “completamente alinhados”. Na prática real de um sólido ferro–magnético macroscópico existem várias regiões chamadas domínios magnéticos. Dentro de cada domínio os momentos estão, de fato, alinhados na mesma direção (ou bem próximos disso), mas diferentes domínios podem ter orientações diferentes. A formação de domínios é uma maneira de reduzir a energia magnética total do corpo (em particular a energia de demagnetização ou energia magnetostática). Portanto, mesmo estando no estado ferromagnético (ou seja, abaixo de T_C), o material macroscópico pode ter neto externo de magnetização nulo se os domínios estiverem orientados de forma compensada.

Passo 4

Também há dois pontos que mostram por que a frase “completamente alinhados” é exagerada:
  1. Temperatura: a alinhamento perfeito só ocorreria no limite ideal de T=0. A temperaturas finitas ( 0<T<T_C) há flutuações térmicas que reduzem o alinhamento, ou seja, \,M_s é menor que a máxima magnetização possível.
  2. Estrutura real: além dos domínios, defeitos, anisotropias e paredes de domínio impedem que todos os momentos do cristal fiquem rigidamente paralelos em todo o volume. Em partículas muito pequenas (partículas monodomínio) ou em condições especiais pode ocorrer alinhamento quase total, mas isso é exceção, não a regra para um corpo macroscópico sem campo externo.

Passo 5

Resumo interpretativo para responder a frase: a afirmativa diz que “os momentos estão completamente alinhados mesmo sem campo externo” como se isso fosse sempre verdadeiro para o estado ferromagnético. A declaração confunde duas coisas: (i) o fato de haver magnetização espontânea (verdadeiro: abaixo de T_C existe tendência ao alinhamento) e (ii) a ideia de alinhamento completo e uniforme em todo o material sem campo (falso para um sólido macroscópico típico por causa de domínios e efeitos térmicos). Portanto a afirmação, colocada de forma absoluta, é falsa.

Resposta

F

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