La temperatura è una proprietà estesa: come, perché e fatti dettagliati

Ogni proprietà fisica è classificata in altre due proprietà in base alla natura della dipendenza dalla quantità di sostanza. Uno è la proprietà intensiva e l'altro è una proprietà estensiva.

Nell'articolo precedente, sappiamo come la temperatura sia considerata la proprietà fisica in quanto definisce solo la quantità di riscaldamento e raffreddamento. In senso generale, ogni sostanza ha una certa temperatura indipendentemente dalla forma, dimensione e consistenza, allora in che modo la temperatura è una proprietà estensiva?

Prima di rispondere a questa domanda, impariamo la definizione di proprietà intensiva ed estensiva. Una proprietà intensiva è indipendente dalla massa del materiale. Una proprietà intensiva non cambia anche se la quantità della sostanza cambia, mentre una proprietà estensiva è fortemente dipendente dalla massa: la proprietà della sostanza cambia quando cambia la quantità della sostanza.

Ora è tempo di studiare fatti dettagliati su come la temperatura sia una proprietà fisica e le conseguenze sulla proprietà estensiva della temperatura.

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In che modo la temperatura è una proprietà estesa?

La proprietà estensiva si occupa della variazione della temperatura con la variazione della quantità di sostanza. Consideriamo un esempio di un bicchiere d'acqua per illustrare se la temperatura è una proprietà estesa o meno.

Prendi un bicchiere pieno d'acqua, controlla la temperatura diciamo che ha raggiunto la temperatura ambiente. Dividere equamente l'acqua versando metà dell'acqua in un altro bicchiere e controllando la temperatura. Supponiamo che la temperatura di entrambe le metà del bicchiere d'acqua sia la stessa di quella di un bicchiere pieno d'acqua prima di versarlo. In tal caso, la proprietà è intensiva; se la temperatura dei bicchieri d'acqua pieni a metà viene ridotta a metà dell'intero bicchiere d'acqua, la proprietà è ampia. Se lo hai fatto praticamente, la temperatura dell'acqua prima e dopo la divisione è la stessa. Quindi la temperatura non è una proprietà estensiva.

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Il cambiamento di temperatura è una proprietà estesa?

La variazione di temperatura è indicata per modificare l'applicazione di energia termica. Aumentando la quantità di calore fornita alla sostanza, aumenterà la temperatura e diminuendo la quantità di calore, la sostanza perde la temperatura.

Poiché la variazione di temperatura è sempre associata alla fornitura di calore, prendiamo l'energia termica per rispondere alla domanda precedente; è la temperatura una proprietà estesa anche se la temperatura cambia. La fornitura di calore corrisponde all'energia interna della sostanza che possiede energia cinetica. Tuttavia, la variazione della fornitura di calore è correlata alla variazione dell'energia cinetica della sostanza. Poiché l'energia cinetica è proporzionale alla massa e alla velocità, il calore dipende indirettamente dalla massa; quindi, l'energia termica è una proprietà estesa della sostanza.

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Sappiamo che la variazione di temperatura è dovuta a una variazione dell'energia termica, ma la differenza di temperatura non dipende dalla massa della sostanza. Per una migliore comprensione, prendiamo un esempio di acqua che è ben spiegato di seguito.

Se si lascia bollire un litro d'acqua, l'acqua inizia ad evaporare; anche se fai bollire mezzo litro d'acqua a bollire, sarà evaporato. L'evaporazione dell'acqua avviene a causa delle variazioni di temperatura. Ma il cambiamento di temperatura non è dovuto a fattori esterni come la forma e la struttura. Ma è solo dovuto al movimento interno della molecola d'acqua mediante l'applicazione di calore; quindi, la temperatura non è influenzata dagli aspetti esterni, quindi la variazione di temperatura non è una proprietà estensiva.

Molte persone confondono il calore con la temperatura. La temperatura è sempre dovuta al movimento interno della sostanza, che non risente dell'aspetto esterno e della quantità della sostanza.

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Fatti da ricordare

• Il calore non è una proprietà; è l'energia necessaria affinché la sostanza raggiunga la temperatura. Quindi temperatura e calore sono collegati tra loro.
• Il calore dipende sempre dall'aspetto esterno della sostanza, come forma, dimensione, massa e consistenza. Il calore è un'entità di percorso variabile.
• A temperatura zero assoluta, nessun calore viene trasferito dalla sostanza.
• Anche se l' la quantità di calore trasferita al sistema per raggiungere la temperatura viene mantenuta costante, la temperatura varia. In modo che, anche se il calore è ampio, la temperatura è una proprietà intensiva.

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Domande frequenti

Fornire alcuni esempi delle proprietà estensive delle sostanze?

Le sostanze il cui comportamento fisico dipende dall'aspetto e dalle proprietà esterne lo sono

• Massa
• Volume
• entropia
• entalpia
• Energia interna
• Capacità termica
• Dimensioni e quantità della sostanza

Perché la temperatura non può essere una proprietà estensiva?

La proprietà estensiva dipende solo dalla quantità di sostanza e dalla massa, mentre la temperatura è indipendente da entrambe le quantità.

Quando una sostanza possiede una certa temperatura, non dipende dalla massa e dalla quantità della sostanza. La temperatura delle sostanze rimane la stessa anche se ne togli una certa quantità. Quindi quella temperatura non è una proprietà estensiva di una sostanza.

Il calore è una natura estensiva del materiale; spiega perchè?

Il calore è l'energia che può essere trasferita da un materiale a un altro materiale. Per trasferire il calore, la massa, la densità e le dimensioni del materiale sono molto influenti.

Il calore è un trasferimento da un materiale a un altro materiale che avviene in modo tale che il materiale con densità e massa diverse subisca un trasferimento di calore. Uno guadagna il calore e, di conseguenza, un altro materiale perde il suo calore. Pertanto il trasferimento di energia termica è causato dalla proprietà di massa del materiale; il calore è ampio.

Come distinguere tra proprietà estensiva e intensiva?

Entrambi intensivo ed estensivo le proprietà dei materiali si basano sulla natura della dipendenza dalle altre entità fisiche come massa, quantità, dimensioni e forma del materiale.

Qualsiasi proprietà materiale che dipende dalla caratteristica esterna piuttosto che dalla proprietà del comportamento interno è nota come estesa. Sebbene qualsiasi proprietà materiale influenzata solo dalla natura interna e dai fattori esterni del materiale non abbia importanza, tali proprietà sono note come proprietà intensive.

Come fai a dire che la temperatura non dipende dalle caratteristiche esterne mentre il calore è?

Il trasferimento di calore da un materiale a un altro materiale è diverso. Consideriamo ad esempio il riscaldamento dell'acqua e del ferro da stiro.

Se fornisci la stessa quantità di calore sia all'acqua che al ferro, la capacità di ricezione del ferro e dell'acqua è diversa. Il ferro si riscalda più rapidamente dell'acqua a causa delle sue dimensioni e del suo stato. È quindi evidente che la quantità di calore ceduta al ferro e all'acqua dipende dalle dimensioni e dallo stato della sostanza, che è il fattore esterno. Ma nel caso della temperatura, la stessa quantità di apporto di calore fa sì che il ferro e l'acqua raggiungano temperature diverse a causa della loro struttura e legame intermolecolare, che è la proprietà interna della sostanza.

Cosa intendi per temperatura zero assoluta?

La temperatura zero assoluta è la temperatura più bassa possibile di un sistema termodinamico.

A temperatura zero assoluta, ogni sistema possiede l'energia più bassa e il movimento dell'atomo rispetto a tutti gli altri atomi è completamente interrotto; quindi, la temperatura corrispondente nella scala viene misurata come zero. Qualsiasi oggetto non può raggiungere la temperatura al di sotto della temperatura dello zero assoluto perché ogni atomo ha ritardato il suo movimento e nessun movimento termico viene lasciato al di sotto di questa temperatura.

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