Um material é dito paramagnético quando, ao ser submetido a um campo magnético externo, nele se produz uma magnetização na mesma direção e sentido desse campo. Esses materiais podem ser utilizados para resfriar substâncias abaixo de 0.3 K em uma técnica denominada resfriamento magnético. A técnica consiste em submeter o material a um ciclo apropriado de magnetização e desmagnetização, explorando o chamado efeito magnetocalórico, que pode ser entendido a partir das seguintes observações:
I) para magnetizar esses materiais é necessário realizar trabalho sobre eles;
II) a energia interna desses materiais pode ser decomposta em energia potencial devido à magnetização, e em energia cinética das moléculas;
III) a energia potencial magnética decresce quando há magnetização alinhada ao campo, e se anula quando não há magnetização.
Com isso, pode-se afirmar que:
a. em um processo de magnetização isotérmica o sistema cede calor ao reservatório. Isso porque há trabalho realizado sobre o sistema, mas a energia potencial magnética diminui e a energia cinética fica constante, portanto o sistema deve liberar energia ao entorno.
b. em um processo de magnetização isotérmica o sistema não troca calor com o entorno. A energia cinética das moléculas fica constante, e o decréscimo de energia potencial magnética é compensado pelo trabalho realizado sobre o sistema.
c. um processo de magnetização isotérmica violaria a primeira lei da termodinâmica, porque é realizado trabalho sobre o material, mas, embora a energia potencial magnética diminua, a energia cinética aumenta ainda mais, violando a relação de equilíbrio energético.
d. um processo de magnetização isotérmica violaria a primeira lei da termodinâmica, porque é realizado trabalho sobre o material, mas a energia potencial magnética diminui, e a energia cinética fica constante, violando a relação de equilíbrio energético.
e. em um processo de magnetização isotérmica o sistema recebe calor do reservatório. A energia potencial magnética diminui e a energia cinética fica constante, portanto o sistema deve receber energia do entorno para compensar o decréscimo da energia interna.