Propriétés intensives: caractéristiques et exemples

Les propriétés intensives sont un ensemble de propriétés de substances qui ne dépendent pas de la taille ou de la quantité de la substance considérée. Au contraire, les propriétés étendues sont liées à la taille ou à la quantité de la substance considérée.

Des variables telles que la longueur, le volume et la masse sont des exemples de quantités fondamentales typiques de propriétés étendues. La plupart des autres variables sont des quantités déduites, exprimées sous la forme d'une combinaison mathématique des quantités fondamentales.

Un exemple de quantité déduite est la densité: la masse de la substance par unité de volume. La densité est un exemple de propriété intensive. On peut donc dire que les propriétés intensives sont en général des quantités déduites.

Les propriétés caractéristiques intensives sont celles qui permettent l'identification d'une substance par une valeur déterminée déterminée de celle-ci, par exemple le point d'ébullition et la chaleur spécifique de la substance.

Certaines propriétés intensives générales peuvent être communes à de nombreuses substances, par exemple la couleur. De nombreuses substances peuvent partager la même couleur, cela ne sert donc pas à les identifier; bien que cela puisse faire partie d’un ensemble de caractéristiques d’une substance ou d’un matériau.

Caractéristiques des propriétés intensives

Les propriétés intensives sont celles qui ne dépendent pas de la masse ou de la taille d'une substance ou d'un matériau. Chacune des parties du système a la même valeur pour chacune des propriétés intensives. De plus, les propriétés intensives, pour les raisons données, ne sont pas additives.

Si une propriété étendue d'une substance, telle que la masse, est divisée en une autre propriété étendue de la substance, telle que le volume, une propriété intensive appelée densité sera obtenue.

La vitesse (x / t) est une propriété intensive de la matière, résultant de la division d'une propriété étendue de la matière telle que l'espace parcouru (x) entre une autre propriété extensive de la matière telle que le temps (t).

D'autre part, si une propriété intensive d'un corps est multipliée, telle que la vitesse par la masse du corps (propriété extensive), la quantité de mouvement du corps (mv), qui est une propriété étendue, sera obtenue.

La liste des propriétés intensives des substances est longue, notamment: température, pression, volume spécifique, vitesse, point d'ébullition, point de fusion, viscosité, dureté, concentration, solubilité, odeur, couleur, goût, conductivité, élasticité, tension superficielle, chaleur spécifique, etc.

Des exemples

La température

C'est une magnitude qui mesure le niveau thermique ou la chaleur qu'un corps possède. Chaque substance est formée par un agrégat de molécules ou d'atomes dynamiques, c'est-à-dire qu'ils se déplacent et vibrent constamment.

Ce faisant, ils produisent une certaine quantité d’énergie: l’énergie calorique. La somme des énergies caloriques d’une substance est appelée énergie thermique.

La température est une mesure de l'énergie thermique moyenne d'un corps. La température peut être mesurée en fonction de la propriété des corps à se dilater en fonction de leur quantité de chaleur ou d'énergie thermique. Les échelles de température les plus utilisées sont: Celsius, Farenheit et Kelvin.

L'échelle Celsius est divisée en 100 degrés, la plage comprise entre le point de congélation de l'eau (0 ºC) et son point d'ébullition (100 ºC).

L'échelle de Farenheit prend les points mentionnés comme 32ºF et 212ºF, respectivement. Et l'échelle Kelvin fait partie de l'établissement de la température de -273, 15 ºC en tant que zéro absolu (0 K).

Volume spécifique

Le volume spécifique est défini comme le volume occupé par une unité de masse. C'est une quantité inverse de la densité; par exemple, le volume spécifique d'eau à 20 ° C est de 0, 001002 m3 / kg.

La densité

Il fait référence à combien pèse un certain volume occupé par certaines substances; c'est-à-dire le rapport m / v. La densité d'un corps est généralement exprimée en g / cm3.

Voici des exemples de densités de molécules ou substances d’éléments: -Air (1, 29 x 10-3 g / cm3)

-Aluminium (2, 7 g / cm3)

-Benzène (0, 879 g / cm3)

- Copper (8, 92 g / cm3)

-Eau (1 g / cm3)

-Autre (19, 3 g / cm3)

Mercure (13, 6 g / cm3).

Notez que l'or est le plus lourd, alors que l'air est le plus léger. Cela signifie qu'un cube d'or est beaucoup plus lourd qu'un cube formé uniquement d'air.

Chaleur spécifique

Elle est définie comme la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d’une unité de masse de 1 ° C.

La chaleur spécifique est obtenue en appliquant la formule suivante: c = Q / m.Δt. Où c est la chaleur spécifique, Q la quantité de chaleur, m la masse du corps et Δt est la variation de la température. Plus la chaleur spécifique d'un matériau est importante, plus il faut fournir de l'énergie pour le chauffer.

Comme exemple de valeurs de chaleur spécifiques, nous avons les éléments suivants, exprimés en J / Kg.ºC et

cal / g.ºC, respectivement:

-Al 900 et 0, 215

-Cu 387 et 0, 092

-Fe 448 et 0, 107

-H ₂ O 4, 184 et 1, 00

Comme on peut le déduire des valeurs de chaleur spécifiques exposées, l'eau possède l'une des valeurs de chaleur spécifiques les plus élevées connues. Cela s'explique par les liaisons hydrogène qui se forment entre les molécules d'eau, qui ont un contenu énergétique élevé.

La chaleur spécifique élevée de l'eau joue un rôle essentiel dans la régulation de la température ambiante dans le sol. Sans cette propriété, les étés et les hivers auraient des températures plus extrêmes. Cela a également une importance dans la régulation de la température corporelle.

Solubilité

La solubilité est une propriété intensive qui indique la quantité maximale de soluté pouvant être incorporée dans un solvant pour former une solution.

Une substance peut être dissoute sans réagir avec le solvant. L'attraction intermoléculaire ou interionique entre les particules du soluté pur doit être surmontée pour que le soluté se dissolve. Ce processus nécessite de l'énergie (endothermique).

De plus, l'apport d'énergie est nécessaire pour séparer les molécules du solvant et ainsi incorporer les molécules du soluté. Cependant, de l'énergie est libérée lorsque les molécules du soluté interagissent avec le solvant, rendant le processus global exothermique.

Ce fait augmente le désordre des molécules de solvant, ce qui rend le processus de dissolution des molécules de soluté dans le solvant exothermique.

On trouvera ci-après des exemples de la solubilité de certains composés dans l'eau à 20 ° C, exprimée en grammes de soluté / 100 grammes d'eau:

-NaCl, 36, 0

-KCl, 34, 0

-NaNO ₃, 88

-KCl, 7, 4

-AgNO ₃ 222.0

-C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ (saccharose) 203, 9

Aspects généraux

Les sels, en général, augmentent leur solubilité dans l'eau avec l'augmentation de la température. Cependant, le NaCl augmente à peine sa solubilité face à une augmentation de la température. Par contre, le Na ₂ SO ₄ augmente sa solubilité dans l’eau jusqu’à 30 ° C; à partir de cette température, sa solubilité diminue.

Outre la solubilité d'un soluté solide dans l'eau, de nombreuses situations peuvent se produire en ce qui concerne la solubilité; par exemple: solubilité d'un gaz dans un liquide, d'un liquide dans un liquide, d'un gaz dans un gaz, etc.

Indice de réfraction

C'est une propriété intensive liée au changement de direction (réfraction) que subit un rayon de lumière lors de son passage, par exemple de l'air à l'eau. Le changement de direction du faisceau de lumière est dû au fait que la vitesse de la lumière est plus grande dans l'air que dans l'eau.

L'indice de réfraction est obtenu avec l'application de la formule:

η = c / ν

η représente l'indice de réfraction, c représente la vitesse de la lumière dans le vide et ν est la vitesse de la lumière dans le milieu dont l'indice de réfraction est en cours de détermination.

L'indice de réfraction de l'air est 1, 0002926, et de l'eau est 1, 330. Ces valeurs indiquent que la vitesse de la lumière est plus élevée dans l'air que dans l'eau.

Point d'ébullition

C'est la température à laquelle une substance change d'état, passant de l'état liquide à l'état gazeux. Dans le cas de l'eau, le point d'ébullition est d'environ 100 ºC.

Point de fusion

C'est la température critique à laquelle une substance passe de l'état solide à l'état liquide. Si le point de fusion est pris égal au point de congélation, c'est la température à laquelle commence le passage de l'état liquide à l'état solide. Dans le cas de l'eau, le point de fusion est proche de 0 ° C.

Couleur, odeur et goût

Ce sont des propriétés intensives liées à la stimulation produite par une substance dans les sens de la vue, de l’odorat ou du goût.

La couleur d'une feuille d'arbre est égale (idéalement) à la couleur de toutes les feuilles de cet arbre. De même, l'odeur d'un échantillon de parfum est égale à l'odeur de la bouteille entière.

Si vous sucez une tranche d'orange, vous éprouverez le même goût que de manger de l'orange entière.

Concentration

C'est le quotient entre la masse d'un soluté dans une solution et le volume de la solution.

C = M / V

C = concentration.

M = masse du soluté

V = volume de la solution

La concentration est généralement exprimée de différentes manières, par exemple: g / l, mg / ml, % m / v, % m / m, mol / L, mol / kg d'eau, meq / L, etc.