Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman - Capítulo 8.1 - Ex. 98

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desse livro

Suponha que fosse possível conseguir que houvesse duas vezes mais elétrons com spins para cima do que para baixo em um campo magnético. Sem fazer nenhum cálculo, prediga o sinal da temperatura na amostra. (Ver Exercício 8.96.)

Passo 1

Mais uma bem similar às anteriores!

Sabemos que:

p p a r a   b a i x o = 1 1 + e - ∆ E k T

p p a r a   c i m a = e - ∆ E k T 1 + e - ∆ E k T

De acordo com o exercício anterior:

μ B = 9,274 × 10 - 24 J T e s l a

k = 1,381 × 10 - 23 J K  

Nós estamos supondo que:

p p a r a   c i m a = 2 . p p a r a   b a i x o

Vamos guardar esta informação!

Passo 2

Substituindo na suposição do Passo 1:

e - ∆ E k T 1 + e - ∆ E k T = 2 1 + e - ∆ E k T

e - ∆ E k T = 2

Aplicando o ln:

- ∆ E k T = 0,693

Como ∆ E e k são valores positivos, a única solução é que a temperatura seja negativa!

E o que acharam desta?

Resposta

T e m p e r a t u r a →   N e g a t i v a !

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