磁铁和温度:磁铁的温度会影响它的强度吗?

磁铁的温度会影响它的强度吗?怎么做?为什么?

材料

• 3或4个相同的钕棒磁铁
• 钳
• 水
• 炉子
• 锅
• 冰
• 碗
• 指南针
• 统治者
• 磁带

可选:

• 干冰
• 安全眼镜
• 烤箱手套

过程

在测试每个磁铁之前:

1. 把一块磁铁放在桌子上，使其达到室温。
2. 将另一块磁铁放入一锅沸水中45秒。
3. 将第三块磁铁放入一碗冰水中浸泡30分钟。
4. 可选:用钳子、烤箱手套和安全眼镜，在一桶干冰中放入第四个磁铁，放置30秒。

要测试每个磁铁的强度:

5. 把指南针放在平桌上，使针朝右。
6. 转动指南针，使指针与“0”对齐。“把指南针粘在桌子上。
7. 用胶带把尺子粘在桌子上，使它的方向与针的方向垂直。尺子上的“0”应该接触到指南针上的“0”。
8. 拿一块磁铁(用钳子夹加热和冷却的磁铁)，沿着尺子向指南针方向滑动。你想让针向磁铁的方向移动，所以如果它远离磁铁，就把它翻转过来。
9. 当指南针的指针开始移动时，注意磁铁和指南针之间的距离。比较所有磁铁的记录距离。你注意到了什么?你认为你可以如何解释你的结果?

结果

加热磁铁会使磁铁的磁场变弱。冷却磁铁会使磁铁有更强的磁场。当冷磁体使指南针的指针移动时，它们比热磁体离指南针更远。

为什么?

磁体和温度之间关系的一个重要部分是，加热磁体会使其分子变得更加无序。磁铁是偶极子,也就是说它们有相反的方向电荷,或者磁方向，在每一端。这是大多数磁性分子朝向同一方向的结果。当我们加热磁铁时，极性分子开始四处移动。整个磁体极性的平均方向变得有点混乱，因为那些磁分子不再面向同一个方向。

如果磁铁被加热到居里点,他们失去了磁性的能力。偶极子变得如此无序，以至于它们不能回到它们最初的状态。居里点非常热，如果没有特殊的实验室设备，你就无法让磁铁到达它们。对于铁，居里点是1417华氏度。

当你煮过的磁铁从100°C的沸点冷却到室温时，它会恢复到正常的磁性强度。将磁体在冰水中进一步冷却至0°C或在干冰中进一步冷却至-78°C将使磁体变得更强。冷却使磁体中的分子具有更少的能量动能．这意味着磁铁分子的振动更小，使它们产生的磁场更一致地集中在给定的方向上。