Considere um sistema de N partículas distinguíveis, cada uma tendo um momento magnético μ , distribuídas em dois níveis não degenerados, tendo energias μ h 0 2   e   - μ h 0 2 , quando a intensidade magnética é h 0 . As partfculas no nível superior tem seus momentos magnéticos antiparalelos ao campo, e as no nível inferior são alinhadas com o campo. O sistema e preparado para ter um terço de todas as partículas no nível superior e é isolado.

a) Ache a energia e o momento magnético líquido do sistema;

b) Calcule a variação na energia e a variação do momento magnético líquido do sistema isolado, quando a intensidade magnética é reduzida reversivelmente para h 0 2 ;

c) Calcule a variação do momento magnético do sistema, quando a intensidade magnética e reduzida reversivelmente para h 0 2 , mas a energia é mantida constante.

Passo 1

Falaaaaa rapaziada tudo blz?

Nessa questão do livro de termodinâmica de Sears Considere um sistema de N partículas distinguíveis, cada uma tendo um momento magnético μ , distribuídas em dois níveis não degenerados, tendo energias μ h 0 2   e   - μ h 0 2 , quando a intensidade magnética é h 0 . As partfculas no nível superior tem seus momentos magnéticos antiparalelos ao campo, e as no nível inferior são alinhadas com o campo. O sistema e preparado para ter um terço de todas as partículas no nível superior e é isolado.

a) Ache a energia e o momento magnético líquido do sistema;

b) Calcule a variação na energia e a variação do momento magnético líquido do sistema isolado, quando a intensidade magnética é reduzida reversivelmente para h 0 2 ;

c) Calcule a variação do momento magnético do sistema, quando a intensidade magnética e reduzida reversivelmente para h 0 2 , mas a energia é mantida constante.

Precisa ficar assim não meus abençoados conforme você for vendo os passos vai perceber que ela é de boa.

Passo 2

Então galera nessa questão dado as energias degeneradas por,

μ h 0 2     e   - μ h 0 2

Temos na letra (a) para achar a energia do momento magnético, temos

E = μ h 0 2

Com sua variação valendo 1 3 , logo

E = μ h 0 2 1 3 → E = μ h 0 6

Já na letra (b) para calcular a variação de energia com intensidade magnética valendo h 0 2 temos,

E 1 - E = - μ 0 2

Temos,

∆ E = - μ h 0 N 2

Com a variação de 1 6 vamos ter que,

∆ E = - μ h 0 N 2 x   1 6 →   ∆ E = - μ h 0 N 12

Na letra ( c ) para determinarmos a variação de momento magnético temos,

∆ M = μ h 0 2

Com h = N e a variação valendo 1 3 temos,

∆ M = μ h 0 2   x 1 3 = μ N 6

Espero que eu tenha ajudado e te vejo no próximo desafio.

Até a próxima.

Resposta

a) E = μ h 0 6

b) ∆ E = - μ h 0 N 12

c) ∆ M = μ N 6

.