如果磁鐵熔化了，還有磁性嗎？
筆者 東邪
火是一種特殊的現象，不同溫度的火能夠產生不同的影響。溫度較低的火能給人溫暖的感覺，溫度超過一定刻度的火會讓人產生灼燒感，這時候如果火焰繼續升溫，將會觸發有機物的化學反應，直觀表現為人體皮膚燒了起來。火的強大之處不僅在於讓有機物燃燒起來，還在於它能讓冷冰冰的金屬瞬間化為「流水」。
接觸過中學物理知識的朋友應該都知道，任何金屬都有一定的熔點。這個熔點指的是物體從固態變成液態的轉折點，而大多數金屬在常溫條件下是固態的，隨著溫度的不斷升高變成液態的可能性就越來越大。經研究發現，鐵的熔點是1538攝氏度，如果用超過這一熔點的溫度去加熱磁鐵，那麼磁鐵會發生什麼呢？
為什麼磁體會有磁性？
在了解以上的問題之前，我們首先需要清楚為什麼磁鐵會有磁性。一般情況下，大多數物質都不具有磁性，這要從構成物質的基本單位——原子說起。原子由原子核和核外電子構成，原子核內有帶正電的質子，而電子帶負電，兩者電性抵消，因此原子呈中性。電子除了帶負電之外，它還帶有磁性，但大多數原子的電子排列順序十分混亂，因此相互之間的磁效應抵消了。
磁體之所以會有磁性，是因為原子內的電子在外界因素的影響下排列整齊，讓磁性都朝著同一方向，從而導致磁性不會抵消反而加強。鐵、鎳、鈷等金屬都可以變成磁體，它們內部的電子整齊排列之後形成一個自發磁化區，該區域被稱為「磁疇」。如果想要讓磁體失去磁性，就必須破壞內部的磁疇，目前主要的方法是施加高溫。
磁鐵融化後會發生什麼？
在自然界中，鐵單質比較少，更多的是鐵的氧化物，其中天然形成的磁體就是四氧化三鐵。這種化合物是鐵磁性礦石的主要成分，由於它呈現灰黑色，因此天然磁鐵看起來就是灰黑色的。經研究發現，四氧化三鐵的熔點是1594.5℃，換而言之，只要給天然磁鐵加熱到這個溫度，它就會熔化。那麼熔化後的磁鐵除了變成一灘液體，它的磁性還在嗎？
這就要說到另一個概念了——居里點。聽到這個名字是不是有點熟悉？沒錯，居里點就是科學家居里提出來的，他就是居里夫人的丈夫皮埃爾·居里。皮埃爾通過實驗發現，當天然磁體加熱到一定溫度後就會失去磁性，於是他將這一變化轉折點定義為「居里點」。但這一溫度並不會讓磁體的形態發生變化，即磁體的熔點和居里點不同，而且熔點一般高於居里點。
不同材料的磁體居里點不同，而磁鐵的居里點在480~550攝氏度之間。磁鐵的居里點之所以是一個範圍，是因為磁鐵有很多種類，有不同的鐵氧化物組成。因此可以肯定的是，磁鐵熔化後會變成液體，而且該液體已經失去了磁性。
為什麼磁鐵加溫至居里點會失去磁性？
了解磁體為什麼會有磁性的問題後，這個問題就不難理解了。根據熱力學定律，分子、原子等基本粒子在升溫的情況下會出現運動變得活躍的現象，其中氣體分子的活躍現象最為明顯，而固體原子的活躍現象最不明顯，所以即使固體內部發生了實質性的變化，我們也很難從物體的表面看出來。以此磁鐵加熱為例，磁鐵內的原子在受熱後會出現熱運動。
熱運動會打破電子排列而成的順序，使磁疇被分解，最終導致磁性消失。此外，這個過程也可以看作是熵增的過程。熵指的是物質狀態的混亂程度，熵越大，那麼物質的狀態越混亂。在常溫條件下，磁鐵內部的熵比較低，因此內部原子的狀態比較穩定，電子的排列也比較有序。當受到外界熱量的影響時，磁鐵的熵就會增大，導致內部混亂程度增加。
這一發現衍生出什麼應用？
科學家們發現了磁體的磁性受到溫度影響後，開始嘗試將這一特性應用到實際生活中，其中居里點最常見的應用就是溫控設備。日常生活中使用頻率最高的電飯鍋就用到了相關的溫控設備，而這些設備的基本工作原理就是居里點特性。據了解，電飯鍋的溫控裝置通常由一塊磁鐵和一塊居里點在103攝氏度左右的磁體構成。
在煮飯的過程中，水加熱到一百攝氏度左右就會達到沸點沸騰，這時電飯鍋內的溫度還會繼續往上升一些。當溫度達到103攝氏度時，原本被磁鐵吸住的磁體就會丟失磁性，進而使得磁鐵失去了對磁體的吸引作用，最後觸發一系列的設定讓電飯鍋的電源斷掉或停止加熱進程。除了在日常生活有所應用之外，居里點在地質學研究中也是重要的方法。
研究發現，地球上的岩石也是潛在的磁體，它們在地球磁場的磁化作用下會獲得微弱的磁性，使得岩石變成磁石，而且磁石的磁場方向和地球磁場是相同的。磁石也有居里點，如果其周圍環境的溫度達不到居里點，那麼磁石的磁性就一直存在，而且不會隨著地球磁場方向的改變而改變。利用這一特點，地質學家可以研究過去地球磁場發生的變化。
通過在地球上不同地區測出磁石的磁場情況，再加上鑒定該磁石形成的大概時期，就能確定該時期的地球磁場方向。後來不少地質學家利用這一方法研究地球磁場的變化，發現了地球在歷史上發生過多次磁場掉轉的現象，因此形成了「古地磁說」的理論。
那麼地球上最早的磁體是否在地球磁場的影響下出現的呢？這個問題就要追溯到地球磁場的起源了，目前科學家還在研究這方面的問題，因此該問題暫時還沒有明確的結論。
