Intensive und umfassende Eigenschaften der Materie

In der Wissenschaft wird unter Materie alles verstanden, was Masse hat und einen Platz im Raum einnimmt. Materie kann im Universum in vielen verschiedenen Formen vorkommen und jede dieser Formen ist durch eine Reihe von Eigenschaften gekennzeichnet.

Die Eigenschaften von Materie sind dann all jene Eigenschaften eines mit Masse versehenen Körpers oder Stoffes, die wir auf irgendeine Weise messen oder unter bestimmten Bedingungen beobachten können. Dies ist ein ziemlich weit gefasster Begriff, der eine große Anzahl unterschiedlicher Eigenschaften umfasst, was es notwendig macht, sie auf irgendeine Weise zu unterteilen oder zu klassifizieren.

Die einfachste Art, die Eigenschaften von Materie zu unterteilen oder zu klassifizieren, basiert auf ihrer Abhängigkeit von der Größe oder Ausdehnung des Körpers oder der Substanz, auf die sie sich beziehen. In diesem Sinne können die Eigenschaften unterteilt werden in:

• umfangreiche Eigenschaften
• intensive Eigenschaften

Als Nächstes werden wir sehen, was diese Arten von Eigenschaften sind, sowie einige Beispiele dafür.

umfangreiche Eigenschaften

Es gibt eine Reihe von Eigenschaften von Materie, die je nach Größe oder Ausdehnung des Körpers, auf den sie sich bezieht, variieren; das heißt, seine Eigenschaften hängen von der Menge der vorhandenen Materie ab. Diese Eigenschaften werden als extensive Eigenschaften bezeichnet.

Es gibt eine große Anzahl umfassender Eigenschaften von Materie. Einige sind physikalische Eigenschaften, andere sind chemische; einige sind Vektorgrößen, während andere skalare Größen sind. Unabhängig davon erkennen wir sie jedoch daran, dass sie im Allgemeinen mit zunehmender Größe oder Menge der vorhandenen Materie zunehmen.

Beispiele für umfangreiche Eigenschaften

Hier ist eine Liste der häufigsten extensiven Eigenschaften sowie einige Beispiele für extensive Eigenschaften, die auf die Thermodynamik angewendet werden:

Masse (m)

Die Masse ist eine umfangreiche Eigenschaft, die direkt die Menge an Materie misst, die in einem Körper vorhanden ist . In der Physik wird sie als Maß für die Trägheit eines Körpers definiert, d. h. für die Tendenz, sich einer Bewegungsänderung zu widersetzen.

Als Eigenschaft von Materie wird die Masse oft durch den Kleinbuchstaben m dargestellt. Im Internationalen Einheitensystem (SI) wird die Masse in kg gemessen, aber es gibt viele andere Masseneinheiten, darunter das Gramm mit all seinen Vielfachen und Unterteilen, Pfund und deren Vielfache usw.

Masse ist eine intensive Eigenschaft, denn je größer die Größe eines Systems ist, desto größer ist seine Masse.

Die Lautstärke

Unter Volumen versteht man die Menge an Raum, die ein Körper einnimmt. Diese Eigenschaft gibt uns eine Vorstellung von der Größe der Körper und je größer das System ist, desto größer ist erwartungsgemäß sein Volumen.

Das Volumen wird im SI in Einheiten von Kubikmetern (m ³ ) gemessen. Zusätzlich zu diesen Einheiten kann das Volumen in jeder Kubikeinheit der Länge ausgedrückt werden.

Gewicht

Oft mit Masse verwechselt und eng damit verbunden, ist Gewicht nichts anderes als die Kraft, mit der der Planet Erde Objekte in Richtung seines Zentrums zieht. Nach Newtons zweitem Gesetz ist das Gewicht direkt proportional zur Masse und damit zur Materiemenge, also eine extensive Eigenschaft. Als Kraft ist das Gewicht auch eine Vektoreigenschaft, obwohl in den meisten Fällen nur sein numerischer Wert verwendet wird.

Im Gegensatz zur Masse sind die Gewichtseinheiten Einheiten der Kraft, wie unter anderem Newton (Nw), Dyn (dyn) und Kilogram-force.

Die Hitze

Wärme ist die Menge an thermischer Energie, die einem System zugeführt werden muss, um seine Temperatur zu erhöhen, oder die Menge an thermischer Energie, die zum Abkühlen freigesetzt werden muss. Diese Menge hängt offensichtlich von der Menge der Materie ab, es handelt sich also um eine umfangreiche Eigenschaft.

Beispielsweise ist es nicht dasselbe, 200 g Wasser in einem Glas zu erhitzen, wie 5 l zu erhitzen.

Absorption

Die Absorption ist ein Maß für die Lichtmenge einer bestimmten Wellenlänge (verstanden als Farbe), die eine Probe eines Stoffes oder eines Stoffgemisches absorbieren kann. Es ist eine umfangreiche Größe oder Eigenschaft, denn je größer die Menge an Materie ist, die das Licht passieren muss, desto größer ist die absorbierte Lichtmenge, das heißt, desto größer ist seine Absorption.

Elektrischer Widerstand

Der elektrische Widerstand ist eine physikalische Eigenschaft, die den Widerstand misst, den ein Material dem Fluss von elektrischem Strom entgegensetzt. Diese Eigenschaft steht in besonderem Zusammenhang mit der Ausdehnung des Systems, da sie mit zunehmender Länge eines Leiters zunimmt, mit zunehmender Querschnittsfläche des Leiters jedoch abnimmt.

Da es auf die Dimensionierung bzw. Ausdehnung der Anlage ankommt, handelt es sich in jedem Fall um eine umfangreiche Eigenschaft.

elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit ist die umgekehrte Eigenschaft des Widerstands. Dies misst die Leichtigkeit, mit der ein Material Strom leiten kann, und verhält sich zur Länge des Leiters umgekehrt zum Widerstand, der mit der Querschnittsfläche des Leiters zunimmt, aber mit der Länge des Leiters abnimmt.

intensive Eigenschaften

Intensive Eigenschaften sind das Gegenteil von extensiven. Das heißt, es sind jene Eigenschaften, die nicht von der Stoffmenge abhängen, sondern nur von ihrer Zusammensetzung. Diese Eigenschaften sind sehr nützlich, um das Material zu charakterisieren, aus dem ein Objekt besteht.

Intensive Eigenschaften, abgeleitet von umfassenden Eigenschaften

Viele der intensiven Eigenschaften stammen von einer extensiven Eigenschaft, die normalisiert wird, indem man sie durch die Menge der Materie dividiert (z. B. durch Masse oder Mol), während andere eigenständige intensive Eigenschaften sind und sich nicht von einer extensiven Eigenschaft ableiten.

Diejenigen intensiven Eigenschaften, die als extensive Eigenschaft dividiert durch die Masse berechnet werden, werden in der Regel genauso wie die extensive Eigenschaft benannt, indem am Ende das Wort „spezifisch“ oder „spezifisch“ hinzugefügt wird. Daher wird die als Volumen geteilt durch die Masse berechnete intensive Eigenschaft als spezifisches Volumen bezeichnet, die Wärme geteilt durch die Masse wird als spezifische Wärme bezeichnet und so weiter.

Andererseits können einige umfangreiche Eigenschaften in intensive Eigenschaften umgewandelt werden, indem sie durch die Anzahl der Mole geteilt werden. Dabei werden umfangreiche Eigenschaften in molare Größen umgerechnet, wie molares Volumen, molare Wärmekapazität, molare Reaktionsenthalpie etc.

Beispiele für intensive Eigenschaften

Temperatur

Die Temperatur ist ein Maß für die thermische Bewegung der Atome und Moleküle, aus denen Materie besteht. Dies ist eine intensive Eigenschaft, denn wenn sich ein Körper im thermischen Gleichgewicht befindet, ist seine Temperatur unabhängig von der Größe des Systems an jedem Punkt gleich.

Wenn beispielsweise ein mit Wasser gefülltes Becken eine Temperatur von 20 °C hat und wir ein volles Glas dieses Wassers entnehmen, wird die Temperatur des Wassers im Glas die gleiche sein wie im gesamten Becken, obwohl es aus besteht eine viel geringere Menge an Materie.

Der Druck

Druck ist definiert als die Kraft, die pro Flächeneinheit auf die Oberfläche eines Körpers ausgeübt wird.

Dies ist eine intensive Eigenschaft, denn wenn ein Körper beispielsweise dem Druck der Atmosphäre oder einer anderen Flüssigkeit ausgesetzt wird, ist der Druck an jedem Punkt seiner Oberfläche gleich und ändert sich nicht, wenn wir den Körper vergrößern .oder wir verändern seine Oberfläche.

Der Druck kann in verschiedenen Einheiten wie Pascal (Pa, die Einheit im metrischen System), Atmosphären, psi (Pfund pro Quadratzoll, die Einheit im imperialen oder englischen System), Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) und Meter gemessen werden Wasser (m H ₂ 0) usw.

Die Dichte

Die Dichte misst die Masse einer Substanz pro Volumeneinheit. Es ist ein typisches Beispiel für eine intensive Eigenschaft, die jedem Material eigen ist. In vielen Fällen dient diese Eigenschaft dazu, eine Substanz von einer anderen zu unterscheiden. Beispielsweise wurde es in der Antike verwendet, um Edelmetalle von billigen Imitationen zu unterscheiden oder Teile zu erkennen, die nicht massiv waren. Die Dichte wird in Masse-Volumen-Einheiten wie g/mL, g/L, kg/m ³ usw. ausgedrückt.

elektrische Leitfähigkeit

Es ist die intensive Version der Konduktanz. Während letzteres jedoch misst, wie gut ein Leiter bestimmter Abmessungen Strom leitet, misst die Leitfähigkeit, wie gut ein Material Strom leitet, unabhängig von seiner Form oder seinen Abmessungen.

Elektrischer widerstand

Dasselbe, was mit Leitfähigkeit und Leitwert passiert, passiert mit spezifischem Widerstand und Widerstand. Der spezifische Widerstand misst, wie sehr sich ein Material der Leitung von elektrischem Strom durch es widersetzt.

Die Farbe, der Geruch und der Geschmack

Diese drei sind qualitative Eigenschaften, die auf unseren Sinnen beruhen. Farbe ist eine intensive Eigenschaft, da die Farbe eines Stoffes nicht von der Menge abhängt. Milch ist zum Beispiel weiß, egal ob wir 1 Milliliter oder eine Gallone haben. Wir können nicht sagen, dass Milch mehr oder weniger weiß ist, weil wir mehr oder weniger Milch haben. Ähnliches passiert mit Geschmack und Geruch. Zum Beispiel schmeckt Meerwasser gleich salzig, egal wie viel Meerwasser wir schmecken.

Konzentration

Die Konzentration ist eine intensive Eigenschaft, die Lösungen charakterisiert, da sie das Verhältnis darstellt, in dem ihre Komponenten gemischt sind, unabhängig von der Gesamtmenge der vorhandenen Lösung.

molares Volumen

Es entspricht dem Volumen geteilt durch die Anzahl der Mole und stellt das Volumen dar, das ein Stoffmol unter bestimmten Bedingungen einnimmt.

molares Absorptionsvermögen

Sie entspricht der intensiven Form der Absorption. Es bezieht sich auf die Absorptionseinheit pro Konzentrationseinheit pro Einheit der optischen Weglänge des Lichts. Mit anderen Worten, es ist die Extinktion, die eine Lösung mit Einheitskonzentration, die in einer optischen Zelle mit Einheitslänge enthalten ist, aufweisen würde.

Verweise

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