Интенсивные и экстенсивные свойства


Физические свойства материалов и систем часто можно разделить на интенсивные или экстенсивные в зависимости от того, как свойства меняются при изменении размера (или протяженности) системы. Согласно ИЮПАК , интенсивная величина — это величина, величина которой не зависит от размера системы [1] , тогда как экстенсивная величина — это величина, величина которой аддитивна для подсистем. [2]

Термины интенсивные и экстенсивные величины были введены в физику немецким писателем Георгом Хельмом в 1898 г. и американским физиком и химиком Ричардом К. Толменом в 1917 г. [3] [4]

Интенсивное свойство не зависит от размера системы или количества материала в системе. Он не обязательно равномерно распределен в пространстве; оно может меняться от места к месту в теле материи и излучения. Примеры интенсивных свойств включают температуру , T ; показатель преломления , н ; плотность , р ; и твердость , η .

Напротив, экстенсивные свойства , такие как масса , объем и энтропия систем, являются аддитивными для подсистем. [5]

Не все свойства материи попадают в эти две категории. Например, квадратный корень из объема не является ни интенсивным, ни экстенсивным. [3] Например, если размер системы удваивается за счет сопоставления второй идентичной системы, значение интенсивного свойства равно значению для каждой подсистемы, а значение экстенсивного свойства в два раза превышает значение для каждой подсистемы. Однако вместо этого свойство √V умножается на √2.

Интенсивное свойство – это физическая величина , значение которой не зависит от количества измеряемого вещества. Наиболее очевидными интенсивными величинами являются отношения экстенсивных величин. В однородной системе, разделенной на две половины, все ее экстенсивные свойства, в частности объем и масса, делятся на две половины. Все его интенсивные свойства, такие как масса на объем (массовая плотность) или объем на массу ( удельный объем ), должны оставаться одинаковыми в каждой половине.