Propriedades intensivas: características e exemplos

Propriedades intensivas é um conjunto de propriedades de substâncias que não dependem do tamanho ou da quantidade da substância em consideração. Pelo contrário, as propriedades extensivas estão relacionadas com o tamanho ou quantidade da substância considerada.

Variáveis como comprimento, volume e massa são exemplos de grandezas fundamentais, típicas de propriedades extensivas. A maioria das outras variáveis são quantidades deduzidas, sendo expressas como uma combinação matemática das grandezas fundamentais.

Um exemplo de uma quantidade deduzida é a densidade: a massa da substância por unidade de volume. A densidade é um exemplo de propriedade intensiva, portanto, pode-se dizer que as propriedades intensivas, em geral, são quantidades deduzidas.

As propriedades intensivas características são aquelas que permitem a identificação de uma substância por um valor determinado específico delas, por exemplo, o ponto de ebulição e o calor específico da substância.

Existem propriedades intensivas gerais que podem ser comuns a muitas substâncias, por exemplo, cor. Muitas substâncias podem compartilhar a mesma cor, por isso não serve para identificá-las; embora possa fazer parte de um conjunto de características de uma substância ou material.

Características das propriedades intensivas

Propriedades intensivas são aquelas que não dependem da massa ou tamanho de uma substância ou material. Cada uma das partes do sistema tem o mesmo valor para cada uma das propriedades intensivas. Além disso, as propriedades intensivas, pelas razões apresentadas, não são aditivas.

Se uma propriedade extensa de uma substância, como massa, é dividida entre outra propriedade extensa da substância, como volume, uma propriedade intensiva chamada densidade será obtida.

A velocidade (x / t) é uma propriedade intensiva da matéria, resultante da divisão de uma propriedade extensa da matéria, como o espaço percorrido (x) entre outra propriedade extensa da matéria, como o tempo (t).

Por outro lado, se uma propriedade intensiva de um corpo é multiplicada, como a velocidade pela massa do corpo (propriedade extensiva), a quantidade de movimento do corpo (mv), que é uma propriedade extensa, será obtida.

A lista de propriedades intensivas de substâncias é extensa, incluindo: temperatura, pressão, volume específico, velocidade, ponto de ebulição, ponto de fusão, viscosidade, dureza, concentração, solubilidade, odor, cor, gosto, condutividade, elasticidade, tensão superficial, calor específico, etc.

Exemplos

A temperatura

É uma magnitude que mede o nível térmico ou calor que um corpo possui. Toda substância é formada por um agregado de moléculas ou átomos dinâmicos, isto é, eles se movem e vibram constantemente.

Ao fazer isso, eles produzem uma certa quantidade de energia: energia calórica. A soma das energias calóricas de uma substância é denominada energia térmica.

A temperatura é uma medida da energia térmica média de um corpo. A temperatura pode ser medida com base na propriedade dos corpos para expandir em função de sua quantidade de calor ou energia térmica. As escalas de temperatura mais utilizadas são: Celsius, Farenheit e Kelvin.

A escala Celsius é dividida em 100 graus, a faixa compreendida pelo ponto de congelamento da água (0 ºC) e seu ponto de ebulição (100 ºC).

A escala Farenheit leva os pontos mencionados como 32ºF e 212ºF, respectivamente. E a escala de Kelvin parte do estabelecimento a temperatura de -273, 15 ºC como o zero absoluto (0 K).

Volume específico

O volume específico é definido como o volume ocupado por uma unidade de massa. É uma quantidade inversa à densidade; por exemplo, o volume específico de água a 20 ° C é de 0, 001002 m3 / kg.

Densidade

Refere-se ao quanto um certo volume ocupado por certas substâncias pesa; isto é, a relação m / v. A densidade de um corpo é geralmente expressa em g / cm3.

A seguir, exemplos das densidades de alguns elementos moléculas ou substâncias: - Ar (1, 29 x 10-3 g / cm3)

-Alumínio (2, 7 g / cm3)

-Benzeno (0, 879 g / cm3)

-Cobre (8, 92 g / cm3)

-Água (1 g / cm3)

-Outros (19, 3 g / cm3)

-Mercuri (13, 6 g / cm3).

Note que o ouro é o mais pesado, enquanto o ar é o mais leve. Isso significa que um cubo de ouro é muito mais pesado do que aquele formado hipoteticamente pelo ar.

Calor específico

É definido como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa em 1 ° C.

O calor específico é obtido aplicando a seguinte fórmula: c = Q / m.Δt. Onde c é calor específico, Q a quantidade de calor, m a massa do corpo e Δt é a variação da temperatura. Quanto maior o calor específico de um material, mais energia deve ser fornecida para aquecê-lo.

Como exemplo de valores de calor específicos, temos o seguinte, expresso em J / Kg.ºC e

cal / g.ºC, respectivamente:

-Al 900 e 0, 215

-Cu 387 e 0, 092

-Fe 448 e 0, 107

-H ₂ O 4.184 e 1.00

Como pode ser deduzido a partir dos valores de calor específicos expostos, a água tem um dos mais altos valores de calor específicos conhecidos. Isso é explicado pelas ligações de hidrogênio que são formadas entre as moléculas de água, que possuem alto conteúdo energético.

O alto calor específico da água tem uma importância vital na regulação da temperatura ambiente na terra. Sem essa propriedade, os verões e invernos teriam temperaturas mais extremas. Isso também tem importância na regulação da temperatura corporal.

Solubilidade

A solubilidade é uma propriedade intensiva que indica a quantidade máxima de um soluto que pode ser incorporado em um solvente para formar uma solução.

Uma substância pode ser dissolvida sem reagir com o solvente. A atração intermolecular ou interiônica entre as partículas do soluto puro deve ser superada para que o soluto se dissolva. Este processo requer energia (endotérmica).

Além disso, o fornecimento de energia é necessário para separar as moléculas do solvente e, assim, incorporar as moléculas do soluto. No entanto, a energia é liberada à medida que as moléculas do soluto interagem com o solvente, tornando o processo global exotérmico.

Este facto aumenta o distúrbio das moléculas de solvente, o que faz com que o processo de dissolução das moléculas de soluto no solvente seja exotérmico.

Seguem-se exemplos da solubilidade de alguns compostos em água a 20 ° C, expressos em gramas do soluto / 100 gramas de água:

-NaCl, 36, 0

-KCl, 34, 0

-Não ₃, 88

-KCl, 7, 4

-AgNO ₃ 222, 0

-C12H22O11 (sacarose) 203, 9

Aspectos gerais

Os sais, em geral, aumentam a sua solubilidade em água à medida que a temperatura aumenta. No entanto, o NaCl dificilmente aumenta sua solubilidade em face do aumento da temperatura. Por outro lado, o Na ₂ SO ₄ aumenta sua solubilidade em água até 30 ºC; a partir desta temperatura a sua solubilidade diminui.

Além da solubilidade de um soluto sólido em água, inúmeras situações podem ocorrer para a solubilidade; por exemplo: solubilidade de um gás em um líquido, um líquido em um líquido, um gás em um gás, etc.

Índice de refração

É uma propriedade intensiva relacionada à mudança de direção (refração) que um raio de luz experimenta ao passar, por exemplo, do ar para a água. A mudança de direção do feixe de luz se deve ao fato de que a velocidade da luz é maior no ar do que na água.

O índice de refração é obtido com a aplicação da fórmula:

η = c / ν

η representa o índice de refração, c representa a velocidade da luz no vácuo e ν é a velocidade da luz no meio cujo índice de refração está sendo determinado.

O índice de refração do ar é de 1.0002926, e da água é de 1.330. Estes valores indicam que a velocidade da luz é maior no ar do que na água.

Ponto de ebulição

É a temperatura na qual uma substância muda de estado, passando do estado líquido para o estado gasoso. No caso da água, o ponto de ebulição é de cerca de 100 ºC.

Ponto de fusão

É a temperatura crítica na qual uma substância passa do estado sólido para o estado líquido. Se o ponto de fusão é tomado como igual ao ponto de congelamento, é a temperatura na qual a mudança do estado líquido para sólido começa. No caso da água, o ponto de fusão está próximo de 0 ° C.

Cor, cheiro e sabor

São propriedades intensivas relacionadas à estimulação produzida por uma substância nos sentidos da visão, olfato ou paladar.

A cor de uma folha de uma árvore é igual (idealmente) à cor de todas as folhas daquela árvore. Da mesma forma, o cheiro de uma amostra de perfume é igual ao cheiro da garrafa inteira.

Se você chupar uma fatia de laranja, sentirá o mesmo sabor de comer a laranja inteira.