자석은 왜 열에 민감하고 높은 열을 취약한 이유가 무엇인가요?
자석의 자성이 떨어지게 되는 이유가 온도라고 들었습니다. 특히 높은 온도인 열에 취약하다고 들었는데요.
그렇다면 왜 자석은 이러한 열을 취약한건지 근본적인 이유가 궁금합니다.
7개의 답변이 있어요!안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
말씀하신대로 자석은 열을 받으면 자력이 떨어집니다.
이것은 자석에 사용되고 있는 소재가 온도 변화의 영향을 크게 받기 때문입니다.
특히 단위 면적당 자력선의 밀집도인 자속 밀도와 자력을 지키려는 힘인 보자력이 크게 변화하며, 일반적으로 영구자석의 잔류자속밀도는 온도의 상승과 함께 서서히 감소해 갑니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
영향을 주기 때문입니다. 자석은 원자나 분자 수준에서 내부에 있는 자기 도메인들이 특정한 방향으로 정렬되어 있는 물질입니다.
고온에서는 입자들의 열 운동이 증가하고 에너지가 더욱 불안정해지기 때문에 자기 도메인의 정렬이 더 어려워집니다. 이는 자기 도메인의 자기화에 영향을 주어 자석의 자기적인 특성이 약해지거나 상실될 수 있는 원인이 됩니다.
또한, 자석이 높은 열에 노출되면 자기 도메인의 정렬이 깨져서 자기화된 상태를 잃을 수 있습니다. 자기 도메인이 무작위로 배치되면 자석의 자기력이 감소하거나 사라질 수 있습니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.온도가 상승하면 물질 내의 원자나 분자들의 열운동이 증가합니다. 이러한 열운동은 자기구조에 포함된 자성체의 원자나 분자들의 상호작용을 방해하고 정렬을 깨뜨릴 수 있습니다. 자성체 내의 자기 구조가 균일하지 않아지면 자기력이 약화되어 자성이 떨어질 수 있습니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
보통 철은 자성(자기장의 성질)을 띄지 않아요. 자석의 철은 철의 자성이 한방향으로 나란히 있습니다.
열을 가하면 자석을 구성하고있는 철이 점점 제멋대로 흐트러집니다. 그래서 자력이 약해집니다.
한번 열이 가해진 자석은 어떤방법으로 다시 자성이 회복되지 않습니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.
자석은 자철석으로 이루어져 있는 자성을 띄는 물체입니다.
이 자성(끌어당기고 밀어당기는 힘)에는 전자가 있고 이 전자들은 회전을 하고 있는데
여기에 열을 가하면 전자에 방해를 받음으로써 본성을 잃게 되죠. 고로 자성이 점점 사라지게 되어 그냥 철 쪼가리가 됩니다.
한번 자성을 잃은 자석은 다시 식혀도 돌아오지 않고요.
왜냐하면 열로 인해서 원자배열이 모두 흐트러졌기 때문에 식혀도 소용이 없어요.
안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.
높은 열은 자석의 자기 구조에 영향을 줄 수 있습니다. 자석은 일정한 자기 구조를 가지고 있으며, 원자들이 정렬된 방식으로 자기장을 생성합니다. 하지만 높은 열은 원자들의 열운동을 증가시킵니다. 이러한 열운동은 자기 구조의 정렬을 방해하고 파괴할 수 있습니다. 따라서 자석은 높은 열에 노출되면 자기 구조가 변화하고 자기장 강도가 감소하거나 손실될 수 있습니다.
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
자석이 높은 온도에서 자성을 잃는 이유는 주로 자성 원자나 분자의 열적 에너지에 의해 자성적인 정렬이 깨지기 때문입니다. 이는 자석 내의 원자나 분자의 열 운동이 자기 자유 에너지를 증가시켜 자성적인 상태를 유지하는 데 필요한 에너지를 상회할 때 발생합니다. 이에 따라 자성 물질은 높은 온도에서 자기 정렬이 불안정해지며 자성을 잃게 됩니다.
자석의 자성을 유지하는 데 영향을 주는 주요 요소는 자기 도메인이라고 불리는 작은 자기 구조체입니다. 자기 도메인은 자기 원자나 분자의 집합체로, 서로 비슷한 자기 방향을 가지고 정렬되어 있는 상태입니다. 이러한 자기 도메인의 정렬이 자석의 전체적인 자성을 결정합니다.
고온에서 자성이 감소하는 이유는 고온이 자기 도메인의 열 운동을 촉진시키기 때문입니다. 높은 온도에서는 원자나 분자의 열 에너지가 증가하여 자기 도메인의 정렬을 깨뜨리고, 자성을 유지하기 위해 필요한 에너지를 초과하게 됩니다. 이로 인해 자기 도메인의 정렬이 파괴되고 전체 자석의 자성이 감소하거나 완전히 사라지는 것입니다.
따라서, 자석이 높은 온도에서 자성을 잃는 것은 자기 도메인의 정렬이 열 운동에 의해 깨지기 때문이며, 자기 도메인의 안정성과 자기 자유 에너지의 상호작용이 온도에 따라 변화하기 때문입니다.
