Propiedades intensivas y extensivas de la materia
| ||||||
Las propiedades intensivas y extensivas de la materia son aquellas características que la describen, como por ejemplo, masa, volumen, densidad o temperatura. Las propiedades intensivas son aquellas que se van a mantener inalterables aunque la cantidad de materia varíe. Mientras que las propiedades extensivas varían en función de la cantidad de materia de un cuerpo. La materia es todo aquello que nos rodea y que ocupa un espacio, como el oxígeno, el agua, las rocas, los seres vivos, etc.
Propiedades intensivas de la materia
Las propiedades extensivas de la materia se definen como aquellas que no dependen de la cantidad de material de un cuerpo.
Esto quiere decir que van a permanecer iguales aunque la cantidad de materia de un cuerpo varíe. Es decir, que la masa o el volumen pueden variar, y esa propiedad no se va a alterar.
Densidad
Es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Dicho de otro modo, es la cantidad de materia que posee un cuerpo, expresado en unidades de masa (kg o gr) y volumen (m3 o cm3). Por ello, su unidad de medida es kg/m3 o gr/cm3 .
La densidad de un cuerpo siempre será la misma independientemente de su masa, por eso es una propiedad intensiva.
Un ejemplo sería la densidad del hierro, que es de 7,874 g/cm3. Eso significa que el hierro tiene 7,874 gramos de materia por cada centímetro cúbico, sin importar la cantidad de hierro que estemos midiendo.
Temperatura
La temperatura es una magnitud que expresa la cantidad de energía cinética de un cuerpo. Se mide en grados Celsius o centígrados. (°C).
La temperatura es una propiedad intensiva porque no va a variar aunque la cantidad de materia varíe
Un ejemplo cotidiano es que si hervimos agua, la temperatura va a ser la misma (100 °C) así sea un litro o 50 litros de agua.
Tensión superficial
Es la capacidad de los cuerpos en estado líquido de no aumentar su superficie. Esto se logra porque logran resistir las fuerzas que se aplican sobre ellos y las moléculas que los conforman se mantienen unidas. Esta capacidad no varía aunque cambie la cantidad de materia, por eso es un propiedad intensiva.
Por ejemplo, cuando usamos un gotero, la tensión superficial es la que hace que el líquido caiga como una gota y no como un chorro, porque la tensión hace que las moléculas que conforman la gota se mantengan juntas.
Elasticidad
La elasticidad es una magnitud que mide la capacidad de deformación de un cuerpo una vez que se ha aplicado una fuerza sobre él. No importa el tamaño del cuerpo o su cantidad de materia, su elasticidad será siempre la misma y por eso es una propiedad intensiva.
Por ejemplo, una banda elástica para hacer ejercicio va a tener la misma elasticidad si la usamos completa o si la cortamos a la mitad.
Temperatura de fusión
Es la temperatura en la cual un cuerpo en estado sólido pasa a estado líquido. Se mide en grados centígrados (°C).
Es una propiedad intensiva porque la temperatura de fusión no varía aunque la cantidad de dicho elemento varíe. Vale destacar que cada material tiene su propia temperatura de fusión.
Por ejemplo, la temperatura de fusión del agua es de 0 °C. Si tenemos un kilo de hielo o una tonelada igual vamos a necesitar llevar esa cantidad de material a 0 grados centígrados para que pueda pasar al estado líquido.
Temperatura de ebullición
Es la temperatura en la cual un cuerpo pasa de estado líquido a estado gaseoso. Se mide en grados centígrados (°C).
La temperatura de ebullición es una magnitud que no cambia, independientemente de la cantidad de materia del cuerpo. Y al igual que la temperatura de fusión, cada material ebulle a una temperatura específica.
Por ejemplo, la temperatura de ebullición del agua es 100°C, no importa si hervimos una taza de agua o 50 litros.
Resistividad
La resistividad es la magnitud que mide la capacidad de un cuerpo para resistir el flujo de la corriente eléctrica. Se mide en ohmio metro (ohm m).
La medida de resistividad de un material siempre es la misma aunque su cantidad varíe, por eso es una propiedad intensiva.
Por ejemplo, la resistividad del aluminio siempre será de de 8,90 x 10-8 ohm m, aunque la cantidad sea un gramo o un kilo.
Conductividad térmica
Es una magnitud que mide la capacidad de un cuerpo para transferir calor a otro cuerpo o a su entorno. Se mide en vatios sobre Kelvin por metros (W/k.m).
Es una propiedad intensiva porque es la cantidad de material de un cuerpo puede variar, pero su conductividad será la misma.
Por ejemplo, la conductividad térmica de un diamante es de 2300 W/k.m, bien sea un diamante pequeño o uno de gran tamaño.
Calor específico
Es la medida que expresa la cantidad de calor que un cuerpo necesita para aumentar su temperatura un grado. Se mide en Joules sobre kilogramos por Kelvin (J/kg.K) o en caloría por gramo grado centígrado (cal/gr.C).
Se necesita la misma cantidad de calor específica para un cuerpo, aunque su masa varíe. Por eso es una propiedad intensiva.
Por ejemplo, el calor específico del oro es de 0,0308 cal.gr.°C. Esto aplica para una moneda de oro o para una tonelada.
Volumen específico
Se refiere al volumen ocupado por una unidad de masa de un cuerpo. Es decir, es la medida espacial de un cuerpo en un gramo o un kilogramo. Se mide en metros cúbicos sobre kg (m3/kg) o centímetro cúbico sobre gramos (cm3/g).
La cantidad de materia no influye en el volumen específico de un cuerpo y por esta razón es una propiedad intensiva.
Por ejemplo, el volumen específico del agua siempre será 0,001 m3 / kg sin importar su cantidad.
Viscosidad
Es la propiedad de los cuerpos para resistir la fluidez. Por eso, cuando observamos que cierto fluido es espeso lo que estamos viendo es una expresión de su viscosidad. Esta característica no cambia aunque la cantidad de materia varíe, por eso es una propiedad intensiva.
La unidad de medida de la viscosidad es el newtons-segundos sobre metro cuadrado (N-s/m2).
Un ejemplo de viscosidad es el aceite para motores, cuya viscosidad es de 0,03 (N s)/m2 a una temperatura de 20°C, no importa si se trata de un litro de aceite o de 5 litros.
Propiedades extensivas de la materia
Las propiedades extensivas de la materia se definen como aquellas que dependen de la cantidad de material de un cuerpo.
Mientras mayor masa o mayor tamaño tenga el cuerpo o sistema, mayor será la proporción de esa propiedad. Esto quiere decir que las propiedades extensivas no son fijas, varían según la cantidad de materia.
Además, las propiedades extensivas son aditivas, esto quiere decir que se pueden sumar. Por ejemplo, si a un litro de agua se le agrega otro litro del mismo líquido, serán dos litros de agua. En este caso, el volumen del agua se adicionó o sumó.
Masa
La masa es la magnitud que expresa la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Su unidad de medida es el kilogramo (kg.).
La masa está determinada, entre otros factores, por la cantidad de moléculas en un cuerpo. A mayor cantidad de moléculas, mayor masa tendrá el cuerpo.
Un ejemplo para ilustrar la masa como una propiedad extensiva es que si tomamos un saco de arena de 5 kilogramos y extraemos la mitad del contenido, la masa del saco habrá disminuido.
Resistencia eléctrica
Es la propiedad de los cuerpos para impedir el flujo de la corriente en un circuito eléctrico y su unidad de medida es el ohmio (Ohm). La resistencia eléctrica va a variar en función de la cantidad de material, por eso es una propiedad extensiva. En eso se diferencia de la resistividad eléctrica, que es una propiedad intensiva que depende del tipo de material, no de su cantidad.
Por ejemplo, la resistencia eléctrica de un metro de cable es diferente a la resistencia de un cable de 10 metros.
Carga eléctrica
La carga eléctrica es la propiedad de los sistemas para atraer o repeler a otros cuerpos. La unidad de medida de la carga es el Coulomb ( C ). Esta es una propiedad extensiva porque depende de la cantidad de masa de los cuerpos.
Por ejemplo, una partícula con dos cargas positivas tiene más influencia en su ambiente que la misma partícula con una sola carga positiva.
Volumen
El volumen es la medida espacial de un cuerpo de tres dimensiones. Su unidad de medida según el Sistema Internacional de Unidades es el metro cúbico (m3) y en el sistema decimal es el litro, que equivale a 0,001 m3, la milésima parte de un metro cúbico.
La variación en la cantidad de materia implica un cambio en el volumen del cuerpo, por eso es una propiedad extensiva.
Por ejemplo, si en una piscina tenemos 100 metros cúbicos de agua y sacamos 25 metros cúbicos, ahora el volumen es de 75 metros cúbicos.
Capacidad calorífica
Se refiere a la cantidad de calor que necesita un cuerpo para modificar su temperatura. Su unidad de medida es el joules por kelvin J/K.
A mayor cantidad de materia, se requiere más cantidad de calor, por lo que la capacidad calorífica varía.
Un ejemplo es que necesitamos más capacidad calorífica para calentar una olla de sopa, que la que requerimos para calentar una taza de sopa.
Longitud
La longitud es una magnitud o medida de distancia. Su unidad de medida es el metro (m).
Una variación en la cantidad de masa implica un aumento o disminución de la longitud, por esta razón es una propiedad extensiva.
Por ejemplo, si una vara de madera mide tres metros y cortamos una sección de 30 centímetros, ahora la longitud de la vara es de 2, 70 m.
Número de moléculas
Cada cuerpo tiene un número determinado de moléculas dependiendo de su masa. A mayor masa, mayor número de moléculas. Esta variación es lo que hace que sea una propiedad extensiva.
Por ejemplo, en un kilo de harina hay mayor número de moléculas que en medio kilo.
Entropía
La entropía es el grado de desorden de un sistema. Su sistema de medida es el joules por kelvin (J/K). A mayor tamaño del sistema, mayor será la entropía. Esto la convierte en una propiedad extensiva, puesto que el tamaño del sistema influye en su grado de desorden.
Por ejemplo, en el océano el grado de entropía es mayor que en una colmena de abejas.
Entalpía
Es la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno, bien sea porque cede energía o porque la toma. Su unidad de medida es el joules (J). La cantidad de joules varía dependiendo si el cuerpo libera o absorbe energía, por eso es una propiedad extensiva.
Por ejemplo, si colocamos una taza de detergente de lavar ropa en un galón de agua se libera más calor que si colocamos una cuchara del mismo detergente.
