Ce vei înțelege
- Clasifici proprietăți după dependența de cantitate.
- Calculezi și compari densități.
- Precizezi condițiile unei identificări.
Înainte să începi: Științe exploratorii; Proporții simple și citirea atentă a datelor dintr-un enunț.
O proprietate extensivă depinde de cantitatea de material, iar una intensivă nu se dublează doar pentru că dublezi proba. Masa și volumul sunt exemple extensive; densitatea și temperatura sunt exemple intensive în condiții bine precizate.
Testul împărțirii unei probe
Imaginează-ți o bucată uniformă de cupru pe care o împărțim în două părți egale. Masa fiecărei părți este jumătate din masa inițială. La aceeași temperatură, fiecare are și jumătate din volumul inițial. Raportul dintre masă și volum rămâne însă același.
Această comparație funcționează pentru o probă uniformă, fără goluri sau impurități distribuite diferit. Dacă tai un obiect compus din două materiale, cele două părți pot avea proprietăți diferite. Definiția nu spune că orice obiect poate fi împărțit arbitrar fără consecințe.
Un criteriu util este să imaginezi reunirea a două probe identice. Masele se adună, dar temperatura comună nu devine suma temperaturilor. Două pahare cu apă la 20 °C nu formează apă la 40 °C prin simpla reunire.
De ce condițiile trebuie menționate
Densitatea este intensivă, dar nu este un număr absolut independent de mediu. Ea poate varia cu temperatura și presiunea. Mai ales la gaze, schimbarea condițiilor poate modifica mult volumul aceleiași cantități.
Temperatura nu este același lucru cu energia totală a unui corp. Două recipiente cu apă pot avea aceeași temperatură, deși unul conține mult mai multă apă. Când compari proprietăți, precizează ce măsori: „mai mult” poate însemna mai multă masă, mai mare volum sau temperatură mai ridicată, iar aceste afirmații nu sunt echivalente.
Exemplu rezolvat: recunoașterea raportului constant
O probă idealizată de material are masa 54 g și volumul 20 cm³. O a doua probă din același material, la aceeași temperatură, are masa 108 g și volumul 40 cm³.
Pentru prima, densitatea este 54/20 = 2,7 g/cm³. Pentru a doua, este 108/40 = 2,7 g/cm³. Masa și volumul s-au dublat, dar raportul a rămas constant. Dacă o a treia probă are 27 g, modelul prezice volumul 27/2,7 = 10 cm³.
Aceste numere sunt alese pentru exercițiu. O densitate apropiată de o valoare tabelată nu identifică sigur materialul: un aliaj, o probă poroasă sau o măsurare imprecisă pot produce rezultate asemănătoare.
Greșeala de evitat
Nu clasifica proprietatea după mărimea numărului. O temperatură de 80 °C rămâne intensivă, deși este mai mare decât una de 20 °C. Întrebarea relevantă este cum se comportă proprietatea când schimbăm cantitatea aceleiași probe în condiții comparabile. Pentru calcule suplimentare, vezi densitate și plutire.
Verificare scurtă
O probă omogenă de 60 g ocupă 15 cm³. Jumătate din probă are 30 g și 7,5 cm³, la aceleași condiții. Ambele densități sunt 4 g/cm³. Înjumătățirea cantității nu înjumătățește raportul dintre cele două proprietăți extensive.
Întrebări frecvente
Culoarea este o proprietate intensivă?
Poate fi tratată astfel în descrieri simple, dar aspectul observat depinde și de grosime, iluminare și transparență. Condițiile vizuale trebuie păstrate comparabile.
Densitatea unui corp gol în interior este densitatea materialului?
Nu neapărat. Masa împărțită la volumul exterior include și spațiul gol, deci descrie densitatea medie a obiectului.
Două proprietăți extensive pot forma una intensivă?
Da. Densitatea este raportul masă/volum pentru o probă omogenă, în condițiile precizate.
