Propiedades Intensivas y Extensivas

Propiedades intensivas y extensivas En física y química química,, las propiedades intensivas son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño de un sistema, por lo que el valor permanece inalterable al subdividir el sistema inicial en varios subsistemas, por este motivo no son propiedades aditivas. Por el contrario, las propiedades extensivas son aquellas que sí dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño de un sistema, son magnitudes cuyo valor es proporcional al tamaño del sistema que describe. Estas magnitudes pueden ser expresadas como la s uma de las magnitudes de un conjunto de subsistemas que formen el sistema original. Muchas magnitudes extensivas, como el volumen volumen,, la cantidad de calor  calor o o el peso peso,, pueden convertirse en intensivas dividiéndolas por la cantidad de sustancia, sustancia , la masa o el volumen de la muestra; resultando en valores por unidad de sustancia, de masa, o de volumen r espectivamente; como lo son el volumen molar , el calor específico o el peso específico. específico.

Propiedades intensivas Ejemplos de propiedades intensivas son la temperatura temperatura,, la velocidad velocidad,, el volumen específico (volumen ocupado por la unidad de masa), el punto de ebullición, ebullición, el punto de fusión, fusión, la densidad densidad,, viscosidad viscosidad,, dureza dureza,, concentración concentración,, solubilidad solubilidad,, etc., en general todas aquellas que caracterizan a una sustancia diferenciándola de otras, Si se tiene un litro de agua, su punto de ebullición es 100 °C (a 1 atmósfera de presión) presión). Si se agrega otro litro de agua, el nuevo sistema, formado por dos litros de agua, tiene el mismo punto de ebullición que el sistema original. Esto ilustra la no aditividad de las propiedades intensivas. Las propiedades intensivas se dividen en dos: 

Propiedad Característica: permite identificar las sustancias con un valor. Ej.: Punto de

ebullición, calor específico. 

Propiedad General : común a diferentes sustancias.

[editar ]Propiedades extensivas Son las que dependen de la cantidad de sustancias del sistema, y son recíprocamente equivalentes a las intensivas. Una propiedad extensiva depende por tanto del "tamaño" del sistema. Una propiedad extensiva tiene la propiedad de ser aditiva en el sentido de que si se divide el sistema en dos o más partes, el valor de la magnitud extensiva para el sistema completo es la suma de los valores de dicha magnitud para cada una de las partes.  Algunos ejemplos de propiedades extensivas son la masa masa,, el volumen volumen,, el peso peso,, cantidad de sustancia,, energía sustancia energía,, entropía entropía,, entalpía entalpía,, etc. En general el cociente entre dos magnitudes extensivas nos da una magnitud intensiva, por  ejemplo la división entre masa y volumen nos da la densidad densidad..

[editar ]Combinación

de propiedades extensivas

Considérese un conjunto de magnitudes extensitvas extensivas cualquier

y un conjunto de magnitudes

, y sea una función  F (ai; A j) representa otra magnitud extensiva si para :

Por tanto, las magnitudes extensivas son funciones homogéneas (de grado 1) con respecto a  A j. Se sigue del Teorema de Euler sobre funciones homogéneas que:

donde las derivadas parciales se consideran respecto a todas las magnitudes excepto las  A j. El contrarrecíproco también es cierto, si una función no obedece la relación anterior, entonces no es una magnitud extensiva.

1. CAMBIOS FÍSICOS Pueden definirse como aquellos cambios que sufre la materia en su forma, en su volumen o en su estado, sin alterar su composición o naturaleza. Así, si se calienta un bloque de hielo a determinada temperatura, este se licua, es decir, pasa al estado solido al liquido modificando su forma y volumen pero conservando su naturaleza, pues antes del c ambio se tenia agua solida y después del cambio se tiene agua liquida; pero si se continua el calentamiento, finalmente se alcanzará la temperatura de ebullición y el agua pasa al estado de vapor conservándose inalterable en todos los casos, la composición de ésta.

. 2. CAMBIOS QUÍMICOS: Estos conllevan una variación en la composición de la naturaleza de la materia, es decir a partir de una porción de material llamada reactivo, se obtiene un mat erial distinto denominado Producto, por medio de una reacción de una reacción química y en la cual pueden influir diversos factores tales como la luz, presión, u otras sustancias reactivas. La formación del oxido de hierro sobre la barra de metal constituye un caso de cambio químico, puesto que el oxido de hierro (producto) no es el mismo que el hierro puro (reactivo). (2)

La materia y sus propiedades Proyecto Salón Hogar

La química actúa sobre la materia, que es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar y un espacio en el universo, y que somos capaces de identificar y conocer. La materia presenta dos tipos de propiedades: propiedades extensivas y propiedades intensivas. Glosario Las propiedades extensivas se relacionan con la estructura química externa; es decir, aquellas que

Punto de ebullición: temperatura a

podemos medir con mayor facilidad y que dependen de

la cual una sustancia pasa del estado

la cantidad y forma de la materia. Por e jemplo: peso,

líquido al gaseoso.

volumen, longitud, energía potencial, calor, etcétera. Las

Calor específico: cantidad de calor

propiedades intensivas, en cambio, tienen que ver más

requerida para elevar la temperatura

con la estructura química interna de la m ateria, como

de un gramo de una sustancia en un

latemperatura, punto de fusión, punto de

grado centígrado (1ºC).

ebullición,calor específico o concentración (ver glosario Punto de fusión: temperatura a la para estos tres últimos términos), índice de refracción, cual una sustancia pasa del estado entre otros aspectos. Las propiedades intensivas pueden servir para identificar y caracterizar una sustancia pura, es decir, aquella que está compuesta por un solo tipo de molécula (ver

glosario), como, por ejemplo, el agua, que está formada

sólido al líquido.

Molécula: es una agrupación estable de átomos, unidos por un tipo de enlace químico llamado enlace covalente.

solo por moléculas de agua (H2O), o el azúcar, que solo la conforman moléculas de sacarosa (C12H22O11).

Sólido, líquido y gaseoso La materia normalmente presenta tres e stados o formas: sólida, líquida o gaseosa. Sin embargo, existe un cuarto estado, denominado estado plasma, el cual corresponde a un conjunto de partículas gaseosas eléctricamente cargadas (iones), con cantidades aproximadamente iguales de iones positivos y negativos, es decir, globalmente neutro. El estado sólido se caracteriza por su resistencia a cualquier cambio de forma, lo que se debe a la fuerte atracción que hay entre las moléculas que lo constituyen; es decir, las moléculas están muy cerca unas de otras. En el estado líquido, las moléculas pueden moverse libremente unas respecto de otras, ya que están un poco alejadas entre ellas. Los líquidos, sin embargo, todavía presentan una atracción molecular suficientemente firme como para resistirse a las fuerzas que tienden a cambiar su volumen. En cambio, en el estado gaseoso, las moléculas están muy dispersas y se mueven libremente, sin ofrecer ninguna oposición a las modificaciones en su forma y muy poca a los cambios de volumen.

Como resultado, un gas que no está e ncerrado tiende a difundirse indefinidamente, aumentando su volumen y disminuyendo su densidad. La mayoría de las sustancias son sólidas a temperaturas bajas, líquidas a temperaturas medias y gaseosas a temperaturas altas; pero los estados no siempre est án claramente diferenciados. Puede ocurrir que se produzca una coex istencia de fases cuando una materia está cambiando de estado; es decir, en un momento dete rminado se pueden apreciar dos estados al mismo tiempo. Por ejemplo, cuando cierta cantidad de agua llega a los 100ºC (en estado líquido) se evapora, es decir, alcanza el estado gaseoso; pero aquellas moléculas que todavía están baj o los 1001C, se mantienen en estado líquido.

Cambios físicos y químicos de la materia Aunque al mirar a nuestro alrededor podemos apreciar distintos e stados de la materia (por ejemplo, una silla es materia en e stado sólido, la leche un líquido y el humo de las fábricas e s gaseoso), en la naturaleza ocurren infinitos cambios a cada instante. Si tomamos, por ejemplo, un vaso con agua (estado líquido), observaremos que el agua ocupa el espacio interno del vaso. Luego, si colocamos en un rec ipiente el agua contenida en el vaso y la calentamos, veremos que en cierto momento comienzan a observarse burbujas en la superficie, y el agua en estado líquido pasa a ser vapor de agua (estado gaseoso). Este evento, que es común observar en nuestra vida diaria, corresponde a un cambio de estado de la materia. El agua, tanto en estado líquido como en estado gaseoso, presenta la misma composición química (H2O). Los cambios de estado de cualquier material en los que su composición química permanece invariable se denominan cambios físicos. Ahora, si tenemos agua mezclada con azúcar (agua azucarada) y la calentamos hasta evaporar toda el agua posible, en el recipiente queda el azúcar; es decir, se obtienen los materiales iniciales: agua (ahora en forma de vapor) y azúcar. Así, cuando mezclamos dos materiales y podemos separarlos por procedimientos físicos, entonces el cambio ocurrido también es un cambio físico. Otros tipos de cambios físicos pueden ser patear una pelota o romper una hoja de papel. En todos los casos podría cambiar la forma, como cuando cortas el papel, pero la sustancia se mantiene, es decir, el papel sigue estando ahí. Pero existe otro tipo de cambio que sí modifica la estructura química de uno o más materiales. Es el que se conoce como cambio químico. Este sucede cuando el material exper imenta una transformación en su estructura química, como consecuencia de su interacción o relación con la estructura química de otro material, transformándose ambas estructuras. Esto da como resultado la formación de un nuevo material con caracter ísticas diferentes a las iniciales; es decir, ocurrió unareacción química. Glosario

En el experimento de la manzana se puede apreciar un

Oxidación: reacción química en la

cambio químico, ya que sus constituyentes externos

cual el oxígeno participa como

reaccionaron con el oxígeno del aire y se produjo un

reactante e interactúa

oscurecimiento por la reacción de oxidación (ver

molecularmente con otra sustancia

glosario) o envejecimiento. Su estructura interna cambió dando como resultado un producto y ya no es posible recuperarla por m edios físicos, por

oxidado.

ejemplo, cortar la parte oxidada, ya que solo se obtendría un tejido vegetal nuevo. Las frutas, como las manzanas, pueden conservarse por r efrigeración, que hace más lento el proceso de oxidación, o cubriéndolas, para que el oxígeno no actúe sobre la fruta. En el experimento, como habrás podido apreciar, el trozo de manzana cubierto con el plástico no se oscureció. Tampoco la parte de la manzana impregnada con jugo de limón se alteró. Es más, seguirá en buen estado, ya que el jugo de limón contiene vitamina C (ácido ascórbico), la cual actúa como antioxidante; es decir, evita que el oxígeno reaccione con la manzana y retarda el envejecimiento. El tercer trozo, al estar sin jugo de limón y sin plástico (es decir, al estar expuesto al oxígeno del aire) se oscureció, evidenciando una reacción de oxidación, la misma que corresponde a un cambio de estado de tipo químico. En la naturaleza, la mayoría de las alteraciones que se producen son cambios químicos, como la combustión, la pudrición, la fermentación, la digestión de los alimentos, etcétera. Sin embargo, también existen otros tipos de tr ansformaciones químicas, como cuando se quema basura, o uno fundamental, que es la respiración, donde hay una reacc ión química. Así como la manzana, otras frutas experimentan las mismas modificaciones, como, por ej emplo, el plátano y la palta. Tú mismo puedes repetir el ex perimento usando otras frutas o verduras, haciendo comparaciones y verificando lo que sucede. Incluso puedes invitar a tus amigos para que cada uno elija una fruta o verdura y después comparen y discutan los resultados de cada uno. Así, aplicarás también el método científico (observación, problema, hipótesis y experimentación).

Mezclando sustancias Proyecto Salón Hogar Ya sabes que todo lo que existe en el universo está compuesto por materia. Esta, a su vez, se clasifica en mezclas y sustancias puras. Las sustancias puras comprenden un solo compuesto, y las mezclas son combinaciones de sustancias puras en proporciones variables o diferentes; por ejemplo, una mezcla de arena y sal. Los compuestos están conformados por los elementos (como, por ejemplo, el hidrógeno y el oxígeno, que forman el agua), los

cuales existen en los compuestos en una proporción definida, es decir, en cantidades suficientes que permiten que dichos elementos se mantengan siempre e stables y que también impiden su separación por métodos físicos. Por ejemplo, si se hace reaccionar sodio (Na) con cloro (Cl2) se obtendrá Na1Cl1 exclusivamente y no sustancias tales como Na0.5Cl2.3 o mezclas rar as. Las mezclas se clasifican en homogéneas (soluciones) y en heterogéneas. En una mezcla homogénea no hay distinción de fases, es decir, de una porción de la sustancia pura. Es el caso, por ejemplo, del agua con alcohol, el agua azucarada o el agua con café, donde se observa una sola fase: la líquida. Además, en este tipo de mezcla los componentes se unen hasta el nivel molecular, de manera que no es posible distinguirlos. Por ejemplo: oxígeno en agua o sal en agua. También existen las soluciones sólidas (mezcla de metales), llamadas aleaciones. En las soluciones hay dos sustancias involucradas: una que disuelve, solvente, y otra que sedisuelve, el soluto. Cuando mezclamos agua (solvente) con azúcar, tenemos que cada molécula de azúcar (soluto) queda rodeada por varias moléculas de agua. Lo mismo sucede e n otras soluciones. Por esta razón, una vez que han sido mezc lados no podemos diferenciar a simple vista el soluto del solvente. En cambio, en una mezcla heterogénea pueden distinguirse con facilidad las diferentes fases que forman la mezcla. Por ejemplo, el agua con arena. Aquí se forman dos fases: una fase sólida, conformada por la arena, y otra fase líquida, constituida por el agua. Otros ejemplos son el agua con aceite, sal y arena, entre otros. Las mezclas pueden separarse en sus componentes por procesos físicos, mie ntras que los compuestos se separan en sus constituyentes por procesos químicos. En cualquier caso, la mezcla de mater iales es un proceso que utilizamos a diario, tanto en la c ocina (al mezclar los ingredientes de una torta) como en las industrias altamente tecnificadas (como la farmacéutica). En la naturaleza también encontramos mezclas, como la sangre, la orina y el aire