Proprietà intensive ed estensive della materia

Nella scienza, la materia è intesa come tutto ciò che ha massa e che occupa un posto nello spazio. La materia può presentarsi in molte forme diverse nell’universo e ciascuna di queste forme è caratterizzata da un insieme di proprietà.

Le proprietà della materia vengono quindi definite come tutte quelle caratteristiche di un corpo o di una sostanza dotata di massa che possiamo in qualche modo misurare o osservare sotto un certo insieme di condizioni. Questo è un concetto piuttosto ampio che coinvolge un gran numero di proprietà diverse, il che rende necessario suddividerle o classificarle in qualche modo.

Il modo più semplice per suddividere o classificare le proprietà della materia si basa sulla loro dipendenza dalla dimensione o dall’estensione del corpo o della sostanza a cui si riferiscono. In questo senso, le proprietà possono essere suddivise in:

• proprietà estese
• proprietà intensive

Successivamente, vedremo quali sono ciascuno di questi tipi di proprietà, nonché alcuni esempi di esse.

proprietà estese

Esiste un insieme di proprietà della materia che varia a seconda delle dimensioni o dell’estensione del corpo a cui si riferisce; cioè le sue proprietà dipendono dalla quantità di materia presente. Queste proprietà sono chiamate proprietà estensive.

Ci sono un gran numero di proprietà estese della materia. Alcune sono proprietà fisiche, altre sono chimiche; alcuni sono quantità vettoriali, mentre altri sono quantità scalari. Indipendentemente da ciò, tuttavia, li riconosciamo perché generalmente aumentano con l’aumentare delle dimensioni o della quantità di materia presente.

Esempi di proprietà estensive

Ecco un elenco delle proprietà estensive più comuni, nonché alcuni esempi di proprietà estensive applicate alla termodinamica:

Massa (m)

La massa è una proprietà estensiva che misura direttamente la quantità di materia presente in un corpo . In fisica, è definito come una misura dell’inerzia di un corpo, cioè la tendenza a resistere a un cambiamento nel moto.

Come proprietà della materia, la massa è spesso rappresentata dalla lettera minuscola m. Nel Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI), la massa si misura in kg, ma esistono molte altre unità di massa tra cui il grammo con tutti i suoi multipli e sottomultipli, le libbre e i loro multipli, ecc.

La massa è una proprietà intensiva, poiché maggiore è la dimensione di un sistema, maggiore è la sua massa.

Il volume

Il volume è inteso come la quantità di spazio che un corpo occupa. Questa proprietà ci dà un’idea della dimensione dei corpi e, come previsto, più grande è il sistema, maggiore è il suo volume.

Il volume è misurato, nel SI, in unità di metri cubi (m ³ ). Oltre a queste unità, il volume può essere espresso in termini di qualsiasi unità di lunghezza al cubo.

Peso

Spesso confuso con la massa e ad essa strettamente correlato, il peso non è altro che la forza con cui il pianeta terra attira gli oggetti verso il proprio centro. Per la seconda legge di Newton il peso è direttamente proporzionale alla massa e quindi alla quantità di materia, quindi è una proprietà estensiva. Inoltre, essendo una forza, anche il peso è una proprietà vettoriale, sebbene nella maggior parte dei casi venga utilizzato solo il suo valore numerico.

A differenza della massa, le unità di peso sono unità di forza come il Newton (Nw), il dyne (dyn) e il chilogrammo-forza, tra gli altri.

Il calore

Il calore è la quantità di energia termica che deve essere fornita a un sistema per aumentarne la temperatura, o la quantità di energia termica che deve essere rilasciata per raffreddarsi. Questa quantità dipende ovviamente dalla quantità di materia, quindi è una proprietà estensiva.

Ad esempio, non è la stessa cosa scaldare 200 g di acqua presente in un bicchiere che scaldare 5 l.

assorbanza

L’assorbanza è una misura della quantità di luce di una certa lunghezza d’onda (intesa come colore) che un campione di una sostanza o una miscela di sostanze può assorbire. È una quantità o proprietà estensiva, poiché maggiore è la quantità di materia che la luce deve attraversare, maggiore è la quantità di luce assorbita, cioè maggiore è la sua assorbanza.

Resistenza elettrica

La resistenza elettrica è una proprietà fisica che misura l’opposizione offerta da un materiale al flusso di corrente elettrica che lo attraversa. Questa proprietà ha una relazione particolare con l’estensione del sistema, poiché aumenta all’aumentare della lunghezza di un conduttore, ma diminuisce all’aumentare dell’area della sezione trasversale del conduttore.

In ogni caso, poiché dipende dalle dimensioni o dall’estensione dell’impianto, è una proprietà estensiva.

conduttanza elettrica

La conduttanza elettrica è la proprietà inversa della resistenza. Questo misura la facilità con cui un materiale può condurre elettricità ed è correlato alla lunghezza del conduttore in modo opposto alla resistenza, aumentando con l’area della sezione trasversale del conduttore, ma diminuendo con la lunghezza del conduttore.

proprietà intensive

Le proprietà intensive sono l’opposto di quelle estensive. Cioè sono quelle proprietà che non dipendono dalla quantità di materia, ma solo dalla sua composizione. Queste proprietà sono molto utili per caratterizzare il materiale di cui è composto un oggetto.

Proprietà intensive derivate da proprietà estensive

Molte delle proprietà intensive derivano da qualche proprietà estensiva che viene normalizzata dividendo per la quantità di materia (per massa o moli, per esempio), mentre altre sono proprietà intensive a sé stanti e non derivano da alcuna proprietà estensiva.

Quelle proprietà intensive che sono calcolate come proprietà estensiva divisa per la massa sono solitamente denominate allo stesso modo della proprietà estensiva aggiungendo la parola “specifica” o “specifica” alla fine. Pertanto, la proprietà intensiva calcolata come volume diviso per la massa è chiamata volume specifico, il calore diviso per la massa è chiamato calore specifico e così via.

D’altra parte, alcune proprietà estensive possono essere trasformate in proprietà intensive dividendole per il numero di moli. In questi casi, le proprietà estensive vengono trasformate in quantità molari, come il volume molare, la capacità termica molare, l’entalpia molare di reazione, ecc.

Esempi di proprietà intensive

Temperatura

La temperatura è una misura dell’agitazione termica degli atomi e delle molecole che compongono la materia. Questa è una proprietà intensiva, poiché se un corpo è in equilibrio termico, la sua temperatura sarà la stessa in qualsiasi punto indipendentemente dalle dimensioni del sistema.

Ad esempio, se una piscina piena d’acqua ha una temperatura di 20 °C e si estrae un bicchiere pieno di quest’acqua, la temperatura dell’acqua nel bicchiere sarà la stessa di tutta la piscina, pur essendo composta da una quantità di materia molto minore.

La pressione

La pressione è definita come la forza esercitata sulla superficie di un corpo per unità di superficie.

Questa è una proprietà intensiva, poiché quando un corpo è sottoposto alla pressione, ad esempio, dell’atmosfera o di un altro fluido, la pressione è la stessa in qualsiasi punto della sua superficie e non cambia se aumentiamo le dimensioni del corpo o modifichiamo la sua superficie.

La pressione può essere misurata in diverse unità come pascal (Pa, che è l’unità nel sistema metrico), atmosfere, psi (libbre per pollice quadrato, l’unità nel sistema imperiale o inglese), millimetri di mercurio (mmHg), metri di acqua (m H ₂ 0), ecc.

La densità

La densità misura la quantità di massa di una sostanza per unità di volume. È un tipico esempio di una proprietà intensiva che è caratteristica di ogni materiale. In molte occasioni, questa proprietà serve a distinguere una sostanza da un’altra. Ad esempio, anticamente veniva utilizzato per distinguere i metalli preziosi dalle imitazioni economiche o per individuare pezzi non solidi. La densità è espressa in unità di massa rispetto al volume come g/mL, g/L, kg/m ³ , ecc.

conduttività elettrica

È la versione intensiva della conduttanza. Tuttavia, mentre quest’ultimo misura quanto bene un conduttore di determinate dimensioni conduce l’elettricità, la conducibilità misura quanto bene un materiale conduce l’elettricità, indipendentemente dalla sua forma o dalle sue dimensioni.

resistività elettrica

La stessa cosa che accade con conduttività e conduttanza, accade con resistività e resistenza. La resistività misura quanto un materiale si oppone alla conduzione della corrente elettrica attraverso di esso.

Il colore, l’odore e il gusto

Queste tre sono proprietà qualitative basate sui nostri sensi. Il colore è una proprietà intensiva, poiché il colore di una sostanza non dipende dalla sua quantità. Ad esempio, il latte è bianco, indipendentemente dal fatto che abbiamo 1 millilitro o un gallone. Non possiamo dire che il latte sia più o meno bianco perché abbiamo più o meno latte. Qualcosa di simile accade con il gusto e l’olfatto. Ad esempio, l’acqua di mare ha lo stesso sapore salato, non importa quanta acqua di mare assaggiamo.

Concentrazione

La concentrazione è una proprietà intensiva che caratterizza le soluzioni, poiché rappresenta la proporzione in cui i loro componenti sono mescolati, indipendentemente dalla quantità totale di soluzione presente.

volume molare

Corrisponde al volume diviso per il numero di moli e rappresenta il volume che una mole di sostanza occupa in un insieme di condizioni date.

assorbimento molare

Corrisponde alla forma intensiva di assorbanza. Si riferisce all’unità di assorbanza per unità di concentrazione per unità di lunghezza del percorso ottico della luce. In altre parole, è l’assorbanza che avrebbe una soluzione di concentrazione unitaria contenuta in una cella ottica di lunghezza unitaria.

Riferimenti

Álvarez, DO (2021, 30 settembre). Proprietà intensive ed estensive . Esempi. https://www.ejemplos.co/20-ejemplos-de-propiedades-intensivas-y-extensivas/

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS e Herranz, ZR (2020). Chimica (10a ^ed .). McGraw-Hill Education.

Padial, J. (2017, 30 ottobre). Quali sono le proprietà intensive ed estensive della materia? curioso. https://curiosoando.com/propiedades-intensive-y-extensivas-de-la-materia

Proprietà intensive ed estensive . (2021, 2 giugno). Differenziatore. https://www.diferenciador.com/propiedades-intensivas-y-extensivas/

Proprietà intensive ed estensive della materia . (2014, 23 febbraio). Chimica e qualcos’altro. https://quimicayalgomas.com/quimica-general/propiedades-intensivas-y-extensivas-de-la-materia/