Восьмой класс → Материя и ее свойства ↓
Экстенсивные и интенсивные свойства вещества
Материя — это всё, что занимает пространство и имеет массу. Это физическая субстанция, из которой состоит всё во вселенной. Понимание свойств материи является основополагающим в химии, так как помогает определить различные характеристики и поведение окружающих нас веществ. Эти свойства можно разделить на две основные категории: экстенсивные свойства и интенсивные свойства. В этом уроке мы подробно рассмотрим эти свойства, предоставив примеры и иллюстрации, чтобы вы полностью поняли эти концепции.
Что такое экстенсивные свойства?
Экстенсивные свойства — это свойства, которые зависят от количества вещества или размера изучаемого образца. Другими словами, эти свойства изменяются при изменении количества вещества. Если у вас есть большое количество вещества, его экстенсивные свойства будут отличаться от таковых для небольшого количества того же вещества.
Некоторые общие примеры экстенсивных свойств включают:
- Масса
- Объем
- Длина
- Общий заряд
Пример массы
Масса — это мера количества вещества в объекте, часто определяемая с помощью весов или скал. Если у вас есть маленький камень и большой камень, масса — это свойство, которое будет варьироваться в зависимости от размера камня.
Масса маленького камня = 100 грамм Масса большого камня = 500 граммВ этом примере вы можете увидеть, что масса зависит от размера или количества вещества. Когда размер изменяется, масса также изменяется, что демонстрирует экстенсивную природу этого свойства.
Пример объема
Объем относится к количеству пространства, занимаемого веществом. Рассмотрите маленькую бутылку с водой и большой кувшин с водой. Разница в объеме между двумя обусловлена тем, что в кувшине больше воды.
Объем маленькой бутылки = 0,5 литра Объем большого кувшина = 2 литраОпять же, это показывает, как изменение количества вещества (воды) влияет на объем, таким образом демонстрируя, что это экстенсивное свойство.
Визуальное представление экстенсивных свойств
Вариант визуального представления показывает объем как экстенсивное свойство с использованием прямоугольников. Большой зеленый прямоугольник представляет больший объем, чем маленький синий прямоугольник.
Что такое интенсивные свойства?
С другой стороны, интенсивные свойства — это свойства, которые не изменяются независимо от количества вещества. Эти свойства присущи типу вещества и не зависят от размера или количества вещества.
Общие примеры интенсивных свойств включают:
- Плотность
- Цвет
- Температура кипения
- Температура плавления
- Электропроводность
Пример плотности
Плотность — это классический пример интенсивного свойства. Она определяется как масса на единицу объема и обычно выражается в граммах на кубический сантиметр (г/см3).
Плотность (D) = Масса (m) / Объем (V)Например, если у вас есть один килограмм железа и один грамм железа, оба образца будут иметь одинаковую плотность, потому что это присущее свойство железа.
Плотность железа = 7,87 г/см3Пример точки кипения
Точка кипения вещества — это температура, при которой оно переходит из жидкости в газ. Это интенсивное свойство, потому что оно не изменяется, если у вас чайная ложка воды или ведро воды. Точка кипения воды при давлении в 1 атмосферу составляет 100 градусов Цельсия.
Точка кипения воды = 100°CНезависимо от того, у вас 1 литр или 10 литров, вода кипит при той же температуре при тех же условиях окружающей среды.
Визуальное представление интенсивных свойств
Визуальное представление выше использует круги для представления цвета, который является интенсивным свойством. Независимо от размера или количества, цвет остается постоянным, здесь представленный как красный.
Сравнение экстенсивных и интенсивных свойств
Важно понимать разницу между экстенсивными и интенсивными свойствами. Экстенсивные свойства зависят от размера или объема образца, в то время как интенсивные свойства не зависят от количества вещества. Давайте резюмируем это с помощью подходящих примеров:
| Свойство | Тип | Описание |
|---|---|---|
| Масса | Экстенсивное | Варьируется в зависимости от количества |
| Объем | Экстенсивное | Изменяется с количеством |
| Плотность | Интенсивное | Остается постоянной, независимо от количества |
| Цвет | Интенсивное | Не изменяется с количеством |
Дополнительные примеры для лучшего понимания
Давайте рассмотрим еще несколько примеров, чтобы укрепить эти концепции.
Сцeнaрий 1: Эксперимент в классе с камнями
Представьте, что в классе проводится эксперимент, где есть небольшая и большая куча камней. Вы определяете, что масса маленькой кучи составляет 200 г, а большой — 600 г. Здесь масса — это экстенсивное свойство, потому что она изменяется в зависимости от количества камней.
Однако при измерении плотности одного камня из каждой кучи студенты обнаружили, что плотность осталась прежней, например, 2,5 г/см3, что указывает на то, что плотность является интенсивным свойством.
Сценарий 2: Эксперименты с водой
Предположим, у вас есть маленький стакан воды и большой контейнер с водой. Экстенсивные свойства, такие как масса и объем, будут различаться между ними. Если в маленьком стакане содержится 200 мл воды, а в большом контейнере 2 литра, эти измерения являются прямой демонстрацией экстенсивных свойств.
Однако точка кипения для обеих остается одинаковой — 100°C для стандартного атмосферного давления. Это подтверждает, что точка кипения является интенсивным свойством.
Заключение
И экстенсивные, и интенсивные свойства имеют фундаментальное значение для понимания свойств вещества. Экстенсивные свойства, зависящие от размера, предоставляют информацию о количестве вещества, в то время как интенсивные свойства, не зависящие от размера, дают информацию о структуре и идентичности вещества.
Определение и классификация этих свойств позволяет ученым и студентам понять и различать различные вещества и предсказывать их поведение в различных условиях. Это основополагающее знание важно в многих областях, от промышленных процессов до научных исследований, и остается ключевым компонентом в изучении и применении химии.
Комментарии