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Las propiedades físicas de la materi , y en general de cualquier sistema fisicoquímico, se pueden catalogar en dos grades tipos: propiedades intensivas y propiedades extensivas. Este tipo de distinción fue descrita por primera vez en 1917 por el físico Richard Tolman, conocido además por otras aportaciones como la Teoría del Universo Oscilante.

De forma básica, las propiedades extensivas son aquellas que dependen de la “extensión” de materia, es decir, dependen de la cantidad de materia u otras propiedades relacionadas con la cantidad de materia, por ejemplo el volumen, con una relación proporcional entre el cambio en la cantidad de materia y el cambio en las propiedades extensivas que provoca. Las propiedades intensivas, por el contrario, son aquellas propiedades que son independientes de la cantidad de materia.

Propiedades intensivas

Una propiedad intensiva es una magnitud física cuyo valor no depende de la cantidad de materia en el sistema para el que se mide. Un buen ejemplo es la temperatura, y se puede ver fácil en un sistema homogéneo que se encuentra en equilibrio térmico; en este estado, la temperatura es la misma en cualquier parte del sistema, y si el sistema se divide, la temperatura se mantiene igual en los distintos subsistemas.

La densidad también es una propiedad intensiva fácil de ver en un sistema homogéneo. Si el sistema se divide a la mitad, la densidad en cada mitad separada seguirá siendo la misma. En este caso, la masa y el volumen en cada mitad cambia, pero el ratio que define la densidad sigue siendo el mismo.

Otras propiedades intensivas son, por ejemplo, el punto de ebullición, el potencial químico, la concentración, la molalidad, la presión o el volumen específico.

Propiedades extensivas

Las propiedades extensivas se suelen definir como magnitudes físicas que cambian con la cantidad de materia, pero de forma más exacta, las propiedades extensivas son magnitudes cuyo valor es aditivo para subsistemas. Es decir, el valor de una propiedad extensiva es proporcional al tamaño o cantidad de materia en el sistema.

Por ejemplo, la cantidad de energía calorífica para derretir un trozo de hielo es la propiedad extensiva conocida como entalpía de fusión. Aunque la temperatura de fusión (propiedad intensiva) sea la misma en un cubito de hielo que en un iceberg, la entalpía de fusión, o cantidad de calor necesaria para derretir cada uno, es considerablemente diferente y es proporcional a la cantidad de hielo.

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La relación entre dos propiedades extensivas suelen dar como resultado una propiedad intensiva. Por ejemplo, la masa y el volumen son dos propiedades extensivas y su relación es igual a la densidad, una propiedad intensiva.

Más ejemplos de propiedades extensivas son la energía del sistema, la entalpía, la entropía, la cantidad de moles, la energía de Gibbs, la capacidadcalorífica, la masa, el volumen, el peso o la longitud.

La distinción entre propiedades intensivas y propiedades extensivas tiene algunos usos teóricos muy interesantes. Por ejemplo, en termodinámica, un sistema en equilibrio compuesto por una sola sustancia requiere conocer dos propiedades intensivas independientes (por ejemplo temperatura y volumen específico) para poder postular su estado al completo y poder calcular el resto de propiedades intensivas. Aún así, la clasificación en propiedades intensivas y propiedades extensivas tiene limitaciones importantes, ya que existen propiedades que no se pueden clasificar en ninguno de los dos tipos, especialmente en sistemas que interaccionan entre sí cuando se combinan.

Propiedades compuestas y específicas

Las propiedades extensivas y las propiedades intensivas se pueden combinar para generar nuevas propiedades que describan otros aspectos del sistema. Estas propiedades se conocen como propiedades compuestas, a veces también llamadas propiedades derivadas. Las propiedades compuestas pueden ser a su vez clasificadas como propiedades intensivas o extensivas.

El ejemplo de la densidad es un buen ejemplo de propiedad compuesta muy común. La densidad se obtiene como el ratio entre la masa y el volumen del sistema, y la densidad es a su vez una propiedad intensiva.

Las propiedades específicas son aquellas propiedades compuestas que se obtienen de dividir una propiedad extensiva entre la masa del sistema. Las propiedades extensivas son proporcionales a la masa, pero al dividirlas entre la masa se obtiene una propiedad intensiva. Por ejemplo, el volumen es una propiedad extensiva que se mide en m3 en el Sistema Internacional de Unidades. El volumen específico se mide en m3/kg y es una propiedad intensiva que representa el volumen que ocupa cada kg de materia.

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