Calculadora da lei de Curie

Esta calculadora da lei de Curie devolve a magnetização de um material paramagnético ideal a partir de três grandezas SI: a constante de Curie C da amostra, a intensidade de campo magnético aplicada H em amperes por metro e a temperatura absoluta T em kelvin. A relação fechada é M igual a C vezes H dividido por T, de modo que a magnetização cresce com a constante de Curie e o campo e cai quando a amostra esquenta.

O que a lei de Curie calcula e quais grandezas SI informar

A lei de Curie, estabelecida por Pierre Curie em 1895, afirma que a magnetização de uma amostra paramagnética é proporcional ao campo magnético aplicado e inversamente proporcional à temperatura absoluta. Na forma SI a suscetibilidade magnética volumétrica é chi igual a C sobre T, e a magnetização é M igual a chi vezes H, o que se reduz ao quociente único M igual a C vezes H dividido por T.

A constante de Curie C é uma propriedade do material que reúne a densidade de momentos magnéticos e a intensidade individual deles; para um paramagneto de Langevin simples é proporcional ao número de momentos por unidade de volume vezes o quadrado do momento sobre três constantes de Boltzmann, e na convenção de chi adimensional carrega a unidade kelvin.

A intensidade de campo magnético H é o campo aplicado em amperes por metro, não a densidade de fluxo B em tesla, salvo se quem chama já tiver absorvido a permeabilidade do vácuo numa C definida de outro modo. O fator inverso de T explica por que a resposta paramagnética é forte a baixa temperatura e fraca quando a amostra está quente: a agitação térmica desordena os momentos contra o campo que os alinha.

Esta calculadora avalia só o regime linear de Curie: não satura em campo alto como faria uma função de Brillouin ou de Langevin, e não inclui um campo molecular de Weiss. Ferromagnetos abaixo do ponto de Curie e antiferromagnetos perto da temperatura de Néel precisam de Curie–Weiss ou de outros modelos.

O resultado é uma única magnetização em amperes por metro mais as entradas ecoadas, a suscetibilidade chi, uma etiqueta de fórmula e rótulos de unidade SI que você pode fixar ao lado de um croqui de caderno de laboratório ou de um caso de teste unitário.

Onde uma calculadora da lei de Curie justifica o uso

Salas de aula e plataformas de tutoria usam uma calculadora da lei de Curie para que quem aprende confira a magnetização para C, H e T arbitrários sem tropeçar à mão nas conversões de unidade. Geradores de prova precisam de um oráculo determinístico que marque como erro o caso de temperatura nula ou negativa em vez de devolver em silêncio um infinito que um avaliador defeituoso poderia tratar como acerto.

Laboratórios de materiais e criogenia comparam rampas medidas em campo baixo com C sobre T antes de ajustar uma theta de Curie–Weiss ou um momento de saturação. A falha na validação não consome saldo.

Mantenha as solicitações em unidades SI de ponta a ponta, converta campos em gauss ou oersted e leituras em Celsius para amperes por metro e kelvin antes de chamar, e fixe o valor de magnetização nos testes para que checagens de lição, plugins LMS e workers de borda continuem reproduzíveis sem levantar um solver de magnetostática próprio.

Saturação em campo alto, desmagnetização de forma e ordem ferromagnética ficam fora da fórmula ideal, então trate o número como a linha de base clássica de livro e não como um ímã de campo médio completo. As checagens de ida e volta são simples: divida C por T para recuperar a suscetibilidade, multiplique por H e confirme que coincide com a magnetização publicada dentro do mesmo arredondamento a doze casas usado nos goldens.