Calculadora da lei de Curie

Calcule a suscetibilidade magnética e a magnetização de um paramagneto ideal em uma temperatura selecionada.

Calculadora de suscetibilidade magnética
Informe a temperatura absoluta, a constante de Curie e a intensidade do campo magnético em unidades SI consistentes.

Sobre a lei de Curie

A lei de Curie descreve a resposta magnética de um material paramagnético ideal. Ela estabelece que a suscetibilidade magnética é igual à constante de Curie do material dividida pela temperatura absoluta. O modelo representa uma tendência física importante: à medida que a temperatura aumenta, a agitação térmica desordena cada vez mais os momentos magnéticos, reduzindo a suscetibilidade. Em temperaturas menores, os momentos se alinham mais facilmente com o campo aplicado e produzem uma resposta maior, desde que o material permaneça no regime paramagnético. Esta calculadora primeiro determina a suscetibilidade usando C dividido por T. Depois, multiplica a suscetibilidade pela intensidade do campo magnético H para estimar a magnetização M. Com suscetibilidade volumétrica SI adimensional e campo em amperes por metro, a magnetização é apresentada em amperes por metro. A temperatura deve ser informada em kelvins, pois a relação inversa usa uma escala termodinâmica absoluta. Valores em Celsius não podem ser substituídos diretamente; converta-os somando 273.15. A constante de Curie incorpora informações microscópicas, como a densidade numérica e o momento magnético efetivo das partículas magnéticas. Seu valor e suas unidades dependem de a suscetibilidade ser expressa por volume, massa ou mol e do sistema de unidades eletromagnéticas. A calculadora segue a convenção simples de suscetibilidade volumétrica SI adimensional. Uma constante obtida de uma fonte em unidades cgs ou suscetibilidade molar precisa ser convertida antes de ser combinada de forma consistente com as entradas exibidas. A lei de Curie pressupõe momentos localizados independentes e um campo fraco o bastante para uma resposta linear. Muitos materiais reais apresentam interações entre momentos. A lei de Curie-Weiss considera essas interações aproximadamente, substituindo a temperatura pela temperatura menos uma temperatura de Curie-Weiss ajustada. Perto de transições de ordenamento magnético, em temperaturas muito baixas ou em campos fortes próximos da saturação, a lei inversa básica pode ser imprecisa. Também pode ser necessário remover dos dados medidos o fundo diamagnético e o paramagnetismo independente da temperatura. Use o resultado para explorar tendências, conferir exercícios ou estimar uma resposta paramagnética em campo fraco. Em análises de laboratório, documente a convenção de suscetibilidade, a definição do campo, a geometria da amostra, a correção desmagnetizante e as conversões de unidades. Compare cálculos e medições ao longo de uma faixa de temperatura, em vez de depender de um único ponto. A calculadora apresenta suscetibilidade e magnetização para distinguir claramente a propriedade do material de sua resposta prevista ao campo informado.

Exemplos da lei de Curie

Os exemplos usam a convenção ideal de suscetibilidade volumétrica SI.

EntradasResultadosInterpretação
T = 300 K, C = 1.5 K, H = 2,000 A/mχ = 0.005; M = 10 A/mUma resposta paramagnética fraca à temperatura ambiente.
T = 100 K, C = 2.5 K, H = 400 A/mχ = 0.025; M = 10 A/mUma temperatura menor aumenta a suscetibilidade.
T = 500 K, C = 1 K, H = 5,000 A/mχ = 0.002; M = 10 A/mUma temperatura maior reduz o alinhamento por unidade de campo.

Como usar a lei de Curie

  1. Converta a temperatura da amostra para kelvins e informe o valor.
  2. Informe uma constante de Curie que use a mesma convenção de suscetibilidade.
  3. Informe a intensidade do campo magnético aplicado em amperes por metro.
  4. Selecione Aplicar a lei de Curie para obter a suscetibilidade e a magnetização.

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula da lei de Curie?

A suscetibilidade magnética é a constante de Curie dividida pela temperatura absoluta. Em um material linear, a magnetização é a suscetibilidade multiplicada pela intensidade do campo magnético.

Por que a temperatura precisa estar em kelvins?

A lei de Curie depende da temperatura absoluta medida a partir do zero termodinâmico. Usar Celsius diretamente produz uma relação inversa de temperatura incorreta.

A lei se aplica a ferromagnetos?

A lei simples descreve paramagnetos ideais e pode aproximar alguns materiais bem acima de uma transição de ordenamento. Momentos que interagem costumam ser modelados com mais precisão pela lei de Curie-Weiss.

A suscetibilidade é sempre adimensional?

A suscetibilidade volumétrica SI é adimensional, como se assume aqui. Suscetibilidades mássica e molar têm unidades e exigem formas correspondentes da constante de Curie.

A magnetização pode permanecer linear em qualquer campo?

Não, a relação linear é uma aproximação de campo fraco. Campos fortes podem alinhar muitos momentos e levar o material à saturação magnética.