Proprietà intensive: caratteristiche ed esempi

Proprietà intensive è un insieme di proprietà di sostanze che non dipendono dalle dimensioni o dalla quantità della sostanza in esame. Al contrario, le proprietà estensive sono legate alle dimensioni o alla quantità della sostanza considerata.

Variabili come lunghezza, volume e massa sono esempi di quantità fondamentali, tipiche di proprietà estensive. La maggior parte delle altre variabili sono quantità dedotte, espresse come una combinazione matematica delle quantità fondamentali.

Un esempio di una quantità dedotta è la densità: la massa della sostanza per unità di volume. La densità è un esempio di proprietà intensiva, quindi si può dire che le proprietà intensive, in generale, sono quantità dedotte.

Le proprietà intensive intensive sono quelle che consentono l'identificazione di una sostanza in base a un determinato valore specifico di esse, ad esempio il punto di ebollizione e il calore specifico della sostanza.

Esistono proprietà intensive generali che possono essere comuni a molte sostanze, ad esempio il colore. Molte sostanze possono condividere lo stesso colore, quindi non serve identificarle; sebbene possa far parte di un insieme di caratteristiche di una sostanza o di un materiale.

Caratteristiche delle proprietà intensive

Le proprietà intensive sono quelle che non dipendono dalla massa o dalle dimensioni di una sostanza o materiale. Ciascuna parte del sistema ha lo stesso valore per ciascuna delle proprietà intensive. Inoltre, le proprietà intensive, per le ragioni fornite, non sono additive.

Se una proprietà estensiva di una sostanza, come la massa, è divisa tra un'altra proprietà estesa della sostanza, come il volume, si otterrà una proprietà intensiva chiamata densità.

La velocità (x / t) è una proprietà intensiva della materia, risultante dalla divisione di una vasta proprietà della materia come lo spazio percorso (x) tra un'altra ampia proprietà della materia come il tempo (t).

D'altra parte, se una proprietà intensiva di un corpo viene moltiplicata, come la velocità della massa del corpo (proprietà estesa), si otterrà la quantità di movimento del corpo (mv), che è una proprietà estesa.

L'elenco delle proprietà intensive delle sostanze è esteso, tra cui: temperatura, pressione, volume specifico, velocità, punto di ebollizione, punto di fusione, viscosità, durezza, concentrazione, solubilità, odore, colore, gusto, conduttività, elasticità, tensione superficiale, calore specifico, ecc.

Esempi

La temperatura

È una grandezza che misura il livello termico o il calore che un corpo possiede. Ogni sostanza è formata da un aggregato di molecole o atomi dinamici, cioè si muovono e vibrano costantemente.

Così facendo, producono una certa quantità di energia: l'energia calorica. La somma delle energie caloriche di una sostanza è definita energia termica.

La temperatura è una misura dell'energia termica media di un corpo. La temperatura può essere misurata in base alla proprietà dei corpi di espandersi in funzione della loro quantità di calore o energia termica. Le scale di temperatura più utilizzate sono: Celsius, Farenheit e Kelvin.

La scala Celsius è divisa in 100 gradi, la gamma comprende il punto di congelamento dell'acqua (0 ° C) e il suo punto di ebollizione (100 ° C).

La scala di Farenheit riprende i punti indicati rispettivamente come 32ºF e 212ºF. E la scala Kelvin parte dello stabilimento la temperatura di -273, 15 ºC come zero assoluto (0 K).

Volume specifico

Il volume specifico è definito come il volume occupato da un'unità di massa. È una quantità inversa alla densità; ad esempio, il volume specifico di acqua a 20 ° C è 0, 001002 m3 / kg.

densità

Si riferisce a quanto pesa un certo volume occupato da certe sostanze; cioè il rapporto m / v. La densità di un corpo è solitamente espressa in g / cm3.

I seguenti sono esempi delle densità di alcuni elementi molecole o sostanze: -Air (1, 29 x 10-3 g / cm3)

-Alluminio (2, 7 g / cm3)

-Benzene (0, 879 g / cm3)

-Copper (8, 92 g / cm3)

-Acqua (1 g / cm3)

-Altro (19, 3 g / cm3)

-Mercury (13, 6 g / cm3).

Nota che l'oro è il più pesante, mentre l'aria è la più leggera. Ciò significa che un cubo d'oro è molto più pesante di quello formato ipoteticamente solo dall'aria.

Calore specifico

È definita come la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di un'unità di massa di 1 ° C.

Il calore specifico si ottiene applicando la seguente formula: c = Q / m.Δt. Dove c è calore specifico, Q la quantità di calore, m la massa del corpo e Δt è la variazione di temperatura. Maggiore è il calore specifico di un materiale, più energia deve essere fornita per riscaldarlo.

Come esempio di specifici valori di calore, abbiamo il seguente, espresso in J / Kg.ºC e

cal / g.ºC, rispettivamente:

-Al 900 e 0, 215

-Cu 387 e 0, 092

-Fe 448 e 0, 107

-H ₂ O 4.184 e 1.00

Come si può dedurre dai valori di calore specifici esposti, l'acqua ha uno dei più alti valori di calore specifici noti. Ciò è spiegato dai legami idrogeno che si formano tra le molecole d'acqua, che hanno un alto contenuto energetico.

L'elevato calore specifico dell'acqua ha un'importanza vitale nella regolazione della temperatura ambientale nella terra. Senza questa proprietà, le estati e gli inverni avrebbero temperature più estreme. Questo ha anche importanza nella regolazione della temperatura corporea.

solubilità

La solubilità è una proprietà intensiva che indica la quantità massima di un soluto che può essere incorporata in un solvente per formare una soluzione.

Una sostanza può essere sciolta senza reagire con il solvente. L'attrazione intermolecolare o interionica tra le particelle del puro soluto deve essere superata affinché il soluto si dissolva. Questo processo richiede energia (endotermica).

Inoltre, è necessaria la fornitura di energia per separare le molecole dal solvente e quindi incorporare le molecole del soluto. Tuttavia, l'energia viene rilasciata quando le molecole del soluto interagiscono con il solvente, rendendo il processo complessivo esotermico.

Questo fatto aumenta il disordine delle molecole di solvente, il che fa sì che il processo di dissoluzione delle molecole di soluto nel solvente sia esotermico.

I seguenti sono esempi della solubilità di alcuni composti in acqua a 20 ° C, espressa in grammi del soluto / 100 grammi di acqua:

-NaCl, 36, 0

-KCl, 34, 0

-NaNO ₃, 88

-KCl, 7.4

-AgNO ₃ 222.0

-C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ (saccarosio) 203.9

Aspetti generali

I sali, in generale, aumentano la loro solubilità in acqua all'aumentare della temperatura. Tuttavia, NaCl difficilmente aumenta la sua solubilità di fronte a un aumento della temperatura. D'altra parte, Na ₂ SO ₄ aumenta la sua solubilità in acqua fino a 30 ºC; da questa temperatura diminuisce la sua solubilità.

Oltre alla solubilità di un soluto solido in acqua, possono verificarsi numerose situazioni per la solubilità; per esempio: solubilità di un gas in un liquido, un liquido in un liquido, un gas in un gas, ecc.

Indice di rifrazione

È una proprietà intensiva legata al cambio di direzione (rifrazione) che un raggio di luce attraversa, ad esempio dall'aria all'acqua. Il cambio di direzione del raggio di luce è dovuto al fatto che la velocità della luce è maggiore nell'aria che nell'acqua.

L'indice di rifrazione si ottiene con l'applicazione della formula:

η = c / ν

η rappresenta l'indice di rifrazione, c rappresenta la velocità della luce nel vuoto e ν è la velocità della luce nel mezzo il cui indice di rifrazione viene determinato.

L'indice di rifrazione dell'aria è 1.0002926, e l'acqua è 1.330. Questi valori indicano che la velocità della luce è più alta nell'aria che nell'acqua.

Punto di ebollizione

È la temperatura alla quale una sostanza cambia stato, passando dallo stato liquido allo stato gassoso. Nel caso dell'acqua, il punto di ebollizione è di circa 100 ºC.

Punto di fusione

È la temperatura critica alla quale una sostanza passa dallo stato solido allo stato liquido. Se il punto di fusione è considerato uguale al punto di congelamento, è la temperatura alla quale inizia il passaggio da liquido a solido. Nel caso dell'acqua, il punto di fusione è vicino a 0 ° C.

Colore, odore e sapore

Sono proprietà intensive legate alla stimolazione prodotta da una sostanza nei sensi della vista, dell'olfatto o del gusto.

Il colore di una foglia di un albero è uguale (idealmente) al colore di tutte le foglie di quell'albero. Allo stesso modo, l'odore di un campione di profumo è uguale all'odore di tutta la bottiglia.

Se succhi una fetta di arancia, proverai lo stesso sapore del mangiare l'arancia intera.