Che cos’è una proprietà estesa?

In fisica e chimica, una proprietà estesa di una sostanza è una proprietà che dipende dalla quantità di quella sostanza in un sistema fisico. Al contrario, le proprietà intensive non dipendono dalla quantità di materiale nel sistema: le proprietà intensive di una sostanza non cambieranno indipendentemente da quanto ce ne sia. Esempi popolari delle vaste proprietà di una sostanza includono la sua massa e il suo volume.

Una delle illustrazioni più basilari delle differenze tra proprietà estensive e proprietà intensive può essere trovata nella proprietà della densità. La densità di un oggetto può essere trovata dividendo la massa di un oggetto per il suo volume. Si dice che la sua massa e il suo volume siano proprietà estese perché dipendono dalla quantità di materiale nell’oggetto: più materiale, maggiore è la massa e il volume. Supponendo che la composizione dell’oggetto sia uniforme, tuttavia, la densità rimarrà la stessa indipendentemente dalle dimensioni.

Un modo semplice per ricordare le differenze tra una proprietà intensiva e una proprietà estensiva è che quando due sistemi identici vengono combinati, le proprietà intensive rimarranno le stesse mentre una proprietà estensiva verrebbe raddoppiata. Ad esempio, il collegamento di due bombole di gas identiche con contenuti identici raddoppierebbe la massa del sistema, che è una proprietà estesa. La pressione all’interno dei contenitori è intensa e rimarrebbe la stessa.

In termodinamica, si dice che l’energia interna, l’entropia, l’energia libera di Gibbs e l’entalpia siano proprietà estese. Le loro quantità dipendono dalle dimensioni del sistema termodinamico. Questi valori non devono essere confusi con energia specifica, entropia specifica, energia libera di Gibbs specifica o entalpia specifica, che sono intensivi.

In generale, una proprietà estensiva divisa da un’altra proprietà estensiva si tradurrà in una proprietà intensiva. La densità, espressa come rapporto tra massa e volume, è un esempio. Anche le proprietà specifiche della termodinamica sono intense. Ad esempio, la capacità termica specifica di una sostanza può essere espressa come il rapporto tra la capacità termica della sostanza e la massa della sostanza.

Esiste più comunemente confusione riguardo alle differenze tra proprietà estensive e proprietà intensive, ma esiste anche confusione tra proprietà estese e percezioni di sistema. Una percezione su un particolare sistema descrive i pensieri di un osservatore su un concetto astratto, come il colore o l’odore. A differenza di un concetto astratto, una proprietà estesa può essere quantificata e misurata.