OBSZERNE WŁAŚCIWOŚCI: CECHY I PRZYKŁADY - CHEMIA - 2025

Te szerokie własności to te, które zależą od wielkości i części przedmiotu pod uwagę. Tymczasem intensywne właściwości są niezależne od wielkości materii; dlatego nie zmieniają się po dodaniu materiału.

Do najbardziej charakterystycznych rozległych właściwości należą masa i objętość, ponieważ zmieniając ilość rozważanego materiału, są one różne. Podobnie jak inne właściwości fizyczne, można je analizować bez zmiany chemicznej.

Niektóre z najbardziej rozległych dóbr.

Pomiar właściwości fizycznych może zmienić układ materii w próbce, ale nie może zmienić strukturę jej cząsteczek.

Podobnie duże ilości są addytywne, to znaczy można je dodawać. Jeśli weźmie się pod uwagę system fizyczny złożony z kilku części, wartość dużej ilości w systemie będzie sumą wartości wielkiej ilości w różnych jego częściach.

Przykładami rozległych właściwości są: ciężar, siła, długość, objętość, masa, ciepło, moc, opór elektryczny, bezwładność, energia potencjalna, energia kinetyczna, energia wewnętrzna, entalpia, Energia swobodna Gibbsa, entropia, pojemność cieplna stałej objętości lub pojemność cieplna stałego ciśnienia.

Należy zauważyć, że w badaniach termodynamicznych powszechnie stosuje się szerokie właściwości. Jednak przy określaniu tożsamości substancji nie są one zbyt pomocne, ponieważ 1g X nie różni się fizycznie od 1g Y. Aby je odróżnić, należy polegać na intensywnych właściwościach zarówno X, jak i Y.

Charakterystyka właściwości ekstensywnych

Są addytywne

Rozległa właściwość jest dodawana do jej części lub podsystemów. System lub materiał można podzielić na podsystemy lub części, a rozważaną rozległą właściwość można zmierzyć w każdym ze wskazanych podmiotów.

Wartość rozległej własności całego systemu lub materiału jest sumą wartości rozległej własności części.

Redlich zwrócił jednak uwagę, że przypisanie nieruchomości jako intensywnej lub rozległej może zależeć od sposobu organizacji podsystemów i od tego, czy istnieje między nimi interakcja.

Dlatego wskazanie wartości właściwości ekstensywnych systemu jako sumy wartości właściwości ekstensywnych w podsystemach może być uproszczeniem.

Źródło: Pxhere

Relacja matematyczna między nimi

Zmienne, takie jak długość, objętość i masa, są przykładami podstawowych wielkości, które są rozległymi właściwościami. Odliczone kwoty są zmiennymi wyrażonymi jako połączenie odliczonych kwot.

Jeśli podstawowa ilość, taka jak masa substancji rozpuszczonej w roztworze, zostanie podzielona przez inną podstawową wielkość, taką jak objętość roztworu, otrzymamy dedukowaną ilość: stężenie, które jest właściwością intensywną.

Generalnie, jeżeli dzielimy dobro ekstensywne przez inny majątek ekstensywny, uzyskuje się dobro intensywne. Natomiast jeśli pomnoży się dobro ekstensywne przez dobro ekstensywne, otrzymamy własność ekstensywną.

Tak jest w przypadku energii potencjalnej, która jest właściwością ekstensywną, jest ona wynikiem pomnożenia trzech właściwości ekstensywnych: masy, grawitacji (siły) i wysokości.

Rozległa właściwość to właściwość, która zmienia się wraz ze zmianą ilości materii. Dodanie materii powoduje wzrost dwóch rozległych właściwości, takich jak masa i objętość.

Przykłady

Masa

Jest to rozległa właściwość, która jest miarą ilości materii w próbce dowolnego materiału. Im większa masa, tym większa siła potrzebna do wprawienia go w ruch.

Z molekularnego punktu widzenia im większa masa, tym większe skupisko cząstek, których doświadczają siły fizyczne.

Masa i waga

Masa ciała jest taka sama na całej Ziemi; podczas gdy jego waga jest miarą siły grawitacji i zmienia się wraz z odległością od środka Ziemi. Ponieważ masa ciała nie zmienia się wraz z jego położeniem, masa jest bardziej podstawową właściwością ekstensywną niż jego waga.

Podstawową jednostką masy w układzie SI jest kilogram (kg). Kilogram definiuje się jako masę walca platynowo-irydowego przechowywanego w skarbcu w Sevres pod Paryżem.

1000 g = 1 kg

1000 mg = 1 g

1000000 μg = 1 g

Długość

Jest to rozległa właściwość, która jest definiowana jako wymiar linii lub ciała z uwzględnieniem jej przedłużenia w linii prostej.

Długość jest również definiowana jako wielkość fizyczna, która umożliwia oznaczenie odległości oddzielającej dwa punkty w przestrzeni, którą można zmierzyć, zgodnie z systemem międzynarodowym, za pomocą jednostki metr.

Tom

Jest to rozległa właściwość, która wskazuje przestrzeń, jaką zajmuje ciało lub materiał. W systemie metrycznym objętości są zwykle mierzone w litrach lub mililitrach.

1 litr to 1000 cm ³ . 1 ml to 1 cm ³ . W systemie międzynarodowym jednostką podstawową jest metr sześcienny, a decymetr sześcienny zastępuje litr; to znaczy, że dm ³ równa się 1 L.

Siła

Jest to zdolność do wykonywania fizycznej pracy lub ruchu, a także moc podtrzymywania ciała lub opierania się pchnięciu. Ta rozległa właściwość ma wyraźny wpływ na duże ilości cząsteczek, ponieważ biorąc pod uwagę pojedyncze cząsteczki, nigdy nie są one spokojne; zawsze się poruszają i wibrują.

Istnieją dwa rodzaje sił: te, które działają w kontakcie i te, które działają na odległość.

Newton to jednostka siły, definiowana jako siła przyłożona do ciała o masie 1 kilograma, odpowiadająca przyspieszeniu 1 metr na sekundę do kwadratu.

Energia

Jest to zdolność materii do wytwarzania pracy w postaci ruchu, światła, ciepła itp. Energia mechaniczna to połączenie energii kinetycznej i potencjalnej.

W mechanice klasycznej mówi się, że ciało działa, gdy zmienia stan ruchu ciała.

Cząsteczki lub cząsteczki dowolnego typu zawsze mają przypisane poziomy energii i są zdolne do wykonywania pracy z odpowiednimi bodźcami.

Energia kinetyczna

Jest to energia związana z ruchem obiektu lub cząstki. Cząsteczki, chociaż są bardzo małe i dlatego mają niewielką masę, poruszają się z prędkością graniczną z prędkością światła. Ponieważ zależy to od masy (1 / 2mV ² ), jest to właściwość rozległa.

Energia kinetyczna układu w dowolnym momencie jest prostą sumą energii kinetycznych wszystkich mas obecnych w układzie, w tym energii kinetycznej obrotu.

Przykładem jest układ słoneczny. W środku masy Słońce jest prawie nieruchome, ale planety i planetoidy wokół niego są w ruchu. System ten posłużył jako inspiracja dla modelu planetarnego Bohra, w którym jądro reprezentowało słońce, a elektrony planety.

Energia potencjalna

Niezależnie od siły, która ją wywołuje, energia potencjalna, jaką posiada system fizyczny, reprezentuje energię zmagazynowaną ze względu na jego położenie. W układzie chemicznym każda cząsteczka ma swoją własną energię potencjalną, dlatego konieczne jest uwzględnienie wartości średniej.

Pojęcie energii potencjalnej jest związane z siłami, które działają na system, aby przenieść go z jednej pozycji do drugiej w przestrzeni.

Przykładem energii potencjalnej jest fakt, że kostka lodu uderza w ziemię z mniejszą energią w porównaniu do stałego bloku lodu; Ponadto siła uderzenia zależy również od wysokości, na jaką ciała są wyrzucane (odległość).

Elastyczna Energia potencjalna

Obserwuje się, że w miarę rozciągania sprężyny wymagany jest większy wysiłek, aby zwiększyć stopień rozciągnięcia sprężyny. Dzieje się tak, ponieważ w sprężynie generowana jest siła, która przeciwdziała odkształceniu sprężyny i dąży do przywrócenia jej pierwotnego kształtu.

Mówi się, że energia potencjalna (sprężysta energia potencjalna) gromadzi się w sprężynie.

Gorąco

Ciepło jest formą energii, która zawsze spontanicznie przepływa z ciał o wyższej kaloryczności do ciał o niższej kaloryczności; to znaczy od najgorętszego do najzimniejszego.

Ciepło nie jest bytem jako takim, istnieje tylko wymiana ciepła z miejsc o wyższej temperaturze do miejsc o niższej temperaturze.

Cząsteczki tworzące system wibrują, obracają się i poruszają, powodując średnią energię kinetyczną. Temperatura jest proporcjonalna do średniej prędkości poruszających się cząsteczek.

Ilość przekazywanego ciepła jest zwykle wyrażana w dżulach, a także w kaloriach. Istnieje równoważność między obiema jednostkami. Jedna kaloria to 4184 dżuli.

Ciepło to rozległa właściwość. Jednak ciepło właściwe jest właściwością intensywną, definiowaną jako ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury 1 grama substancji o jeden stopień Celsjusza.

Zatem ciepło właściwe jest różne dla każdej substancji. A jakie są tego konsekwencje? Pod względem ilości energii i czasu potrzebnego do podgrzania tej samej objętości dwóch substancji.

Interesujące tematy

Właściwości jakościowe.

Właściwości ilościowe.

Właściwości ogólne.

Właściwości materii.

Bibliografia

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (15 października 2018). Różnica między właściwościami intensywnymi i ekstensywnymi. Odzyskany z: thinkco.com
2. Texas Education Agency (TEA). (2018). Właściwości materii. Odzyskany z: texasgateway.org
3. Wikipedia. (2018). Intensywne i rozległe właściwości. Odzyskane z: en.wikipedia.org
4. Fundacja CK-12. (19 lipca 2016). Rozległe i intensywne właściwości. Chemistry LibreTexts. Odzyskane z: chem.libretexts.org
5. Redaktorzy Encyclopaedia Britannica. (10 lipca 2017). Energia kinetyczna. Encyclopædia Britannica. Odzyskany z: britannica.com