Θερμοκρασία Κιουρί

Η θερμοκρασία Κιουρί είναι η θερμοκρασία στην οποία οι μαγνητικές ουσίες αρχίζουν να χάνουν τις μόνιμες μαγνητικές τους ιδιότητες και μετατοπίζονται στον επαγόμενο μαγνητισμό. Είναι επίσης γνωστό ως το σημείο Κιουρί μιας ουσίας. Όταν η θερμοκρασία είναι χαμηλή, τα δίπολα των μαγνητικών υλικών ευθυγραμμίζονται με συγκεκριμένη σειρά.

Έτσι, αυτή η ευθυγράμμιση είναι ο λόγος που προκαλεί μαγνητισμό σε αυτά. Εξάλλου, όταν η θερμοκρασία του υλικού αυξάνεται στο Σημείο Κιουρί ή παραπάνω, τα δίπολα του μαγνητικού υλικού χάνουν τη συγκεκριμένη σειρά τους και δεν ευθυγραμμίζονται. Επομένως, αυτή η κακή ευθυγράμμιση προκαλεί απώλεια των μαγνητικών ιδιοτήτων του.

Αυτή η συγκεκριμένη θερμοκρασία ή σημείο πήρε το όνομά της από έναν σπουδαίο Γάλλο φυσικό, τον Pierre Curie. Ανακάλυψε τη σχέση των μαγνητικών ιδιοτήτων με την αλλαγή της θερμοκρασίας το 1895.

Πώς λειτουργεί η θερμοκρασία του Κιουρί;

Για να κατανοήσουμε τις ενέργειες σε ένα υλικό όταν θερμαίνεται στη θερμοκρασία Κιουρί ή πάνω από αυτό, πρώτα, ας κατανοήσουμε εν συντομία συγκεκριμένους όρους. Αυτοί οι όροι θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε καλύτερα την έννοια.

Σιδηρομαγνητικό υλικό: 

Ο σιδηρομαγνητισμός έχει σχέση με τον μαγνητισμό στο σίδηρο-κοβάλτιο. Έχει επίσης σχέση με νικέλιο και κράματα ή ενώσεις. Επιπλέον, μπορεί επίσης να περιλαμβάνει ένα ή περισσότερα από ένα στοιχεία που αναφέρονται παραπάνω. Παρατηρήσεις σιδηρομαγνητισμού υπάρχουν στο γαδολίνιο και σε ορισμένα άλλα γήινα στοιχεία.

Εξάλλου, αυτά τα στοιχεία είναι συνήθως σπάνια. Τα μαγνητικά άτομα βρίσκονται σε μια αλληλουχία προς την ίδια κατεύθυνση στις σιδηρομαγνητικές ουσίες. Ως εκ τούτου, αυτός ο προσανατολισμός ενισχύει το μαγνητικό πεδίο της ουσίας.

Αντισιδηρομαγνητικό υλικό:

Στις αντισιδηρομαγνητικές ουσίες, τα μαγνητικά άτομα έχουν ένα εναλλακτικό σχέδιο. Εδώ, όλα τα άτομα είναι αντίθετα μεταξύ τους. Η ενίσχυση του μαγνητικού πεδίου στις αντισιδηρομαγνητικές ουσίες είναι μικρότερη από τις σιδηρομαγνητικές ουσίες.

Σιδηρομαγνητικό υλικό:

Στις σιδηρομαγνητικές ουσίες, και οι δύο τύποι μοτίβων υπάρχουν αυθόρμητα. Ως εκ τούτου, η ενίσχυση των μαγνητικών πεδίων σε σιδηρομαγνητικές ουσίες είναι πολύ αδύναμη. Επίσης, η ενίσχυση των μαγνητικών πεδίων σε σιδηρομαγνητικές ουσίες είναι μερική.

Παραμαγνητικό υλικό: 

Παραμαγνητικά υλικά είναι εκείνα τα υλικά στα οποία ο μαγνητισμός επάγεται μέσω εξωτερικών μαγνητικών πεδίων. Όπως η πρόκληση μαγνητικών ιδιοτήτων σε μια σιδερένια λωρίδα. Έτσι, η επαγωγική μαγνητική ιδιότητα σε αυτό είναι μέσω του ρέοντος ρεύματος. Ως εκ τούτου, η σιδερένια λωρίδα είναι ένα παράδειγμα παραμαγνητικού υλικού.

Λειτουργία της θερμοκρασίας Κιουρί

Όταν ανεβάζουμε τη θερμοκρασία αυτών των τριών ουσιών με διαφορετικούς μαγνητικούς προσανατολισμούς στη θερμοκρασία Curie τους, η σειρά των μαγνητικών ατόμων διαταράσσεται. Αυτή η διαταραχή προκαλεί απώλεια των μαγνητικών ιδιοτήτων του υλικού. Επομένως, οι ουσίες μένουν με ασθενές μαγνητικό πεδίο. Αυτό είναι επίσης γνωστό ως παραμαγνητισμός.

Η δύναμη του παραμαγνητισμού εξαρτάται επίσης από τον τύπο του μαγνητικού υλικού που έχετε θερμάνει. Το σιδηρομαγνητικό υλικό αποκτά περισσότερη παραμαγνητική ισχύ. Στη συνέχεια, ακολουθείται από αντισιδηρομαγνητικές και μετά σιδηρομαγνητικές ουσίες.

Η θερμοκρασία Κιουρί των ουσιών μπορεί να έχει μια διάταξη με αυξανόμενη σειρά. Αυτό είναι ανάλογα με τον τύπο της ουσίας. Επιπλέον, η θερμοκρασία Κιουρί είναι πάντα υψηλή στο σιδηρομαγνητικό υλικό. Ακολουθούν οι αντι και μετά οι σιδηρομαγνητικές ουσίες. Επομένως, το κοβάλτιο, μια σιδηρομαγνητική ουσία, έχει ένα από τα υψηλότερα σημεία Κιουρί με 1.121°C ή 2.050° F.

Για να αναζωογονήσετε τις μαγνητικές ιδιότητες των σιδηρομαγνητικών, αντι-σιδηρομαγνητικών και σιδηρομαγνητικών ουσιών, ψύξτε τις ουσίες ξανά στη θερμοκρασία κάτω από τα Σημεία Κιουρί τους.

Η θερμοκρασία Κιουρί των αντισιδηρομαγνητικών υλικών είναι επίσης γνωστή ως θερμοκρασία Néel. Πήρε το όνομά του προς τιμήν του Γάλλου φυσικού Louis Néel που εξήγησε τον αντισιδηρομαγνητισμό το 1936.

Η αύξουσα σειρά της θερμοκρασίας Κιουρί σε σιδηρομαγνητικές, αντισιδηρομαγνητικές και σιδηρομαγνητικές ουσίες.

Η αύξουσα σειρά θερμοκρασίας κιουρί είναι σιδηρομαγνητική <αντισιδηρομαγνητική <σιδηρομαγνητική. Αυτό συμβαίνει επειδή οι ατομικοί μαγνήτες στο σιδηρομαγνητικό έχουν διάταξη προς την ίδια κατεύθυνση. Ως εκ τούτου, αυτό ενισχύει το μαγνητικό πεδίο. Ωστόσο, τα μαγνητικά άτομα των αντισιδηρομαγνητικών υλικών έχουν διάταξη σε εναλλακτική και αντίθετη σειρά. Έτσι, ενισχύει το μαγνητικό πεδίο λιγότερο από τις σιδηρομαγνητικές ουσίες. Επιτέλους, ο προσανατολισμός των μαγνητικών ατόμων σε σιδηρομαγνητικές ουσίες είναι ένας συνδυασμός σιδηρούχων και αντισιδηρούχων. Γι' αυτό λοιπόν η ενίσχυση σε αυτά είναι αδύναμη και μερική.

Κιουρί – Νόμος Βάις

Ο νόμος Κιουρί δηλώνει ότι η μαγνήτιση σε έναν παραμαγνήτη είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη θερμοκρασία. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, ο μαγνητισμός ενός παραμαγνήτη θα μειωθεί με την αύξηση της θερμοκρασίας του παραμαγνητικού υλικού.

M ∝ T

M =C(B/T)

Πού,

• M =Μαγνητισμός
• C =Η σταθερά του Κιουρί
• T =θερμοκρασία (σε Kelvin)
• B =εφαρμοσμένο μαγνητικό πεδίο

Συμπέρασμα 

Η θερμοκρασία Κιουρί είναι πάντα διαφορετική σε διαφορετικά υλικά ανάλογα με τις ιδιότητές τους. Επιπλέον, ταξινομούνται σε σιδηρομαγνητικά υλικά, αντισιδηρομαγνητικά υλικά και σιδηρομαγνητικά υλικά.