خصائص مكثفة: الخصائص والأمثلة
الخواص المكثفة هي مجموعة من خواص المواد التي لا تعتمد على حجم أو كمية المادة قيد الدراسة. على العكس من ذلك ، ترتبط الخصائص الواسعة بحجم أو كمية المادة المدروسة.
متغيرات مثل الطول والحجم والكتلة هي أمثلة على الكميات الأساسية ، والتي هي نموذجية لخصائص واسعة النطاق. معظم المتغيرات الأخرى هي كميات مستخرجة ، يتم التعبير عنها على أنها مزيج رياضي من الكميات الأساسية.
من الأمثلة على الكمية المستخلصة الكثافة: كتلة المادة لكل وحدة حجم. الكثافة هي مثال على خاصية مكثفة ، لذلك يمكن القول أن الخصائص المكثفة ، بشكل عام ، هي كميات مستخرجة.
الخواص المميزة المكثفة هي تلك التي تسمح بتحديد مادة من خلال قيمة محددة محددة لها ، على سبيل المثال نقطة الغليان والحرارة المحددة للمادة.
هناك خصائص مكثفة عامة يمكن أن تكون شائعة في العديد من المواد ، على سبيل المثال اللون. يمكن أن تشترك العديد من المواد في نفس اللون ، لذلك لا يساعد التعرف عليها ؛ على الرغم من أنه يمكن أن يكون جزءًا من مجموعة من خصائص مادة أو مادة.
خصائص الخصائص المكثفة
الخصائص المكثفة هي تلك التي لا تعتمد على كتلة أو حجم مادة أو مادة. كل جزء من أجزاء النظام له نفس القيمة لكل من الخصائص المكثفة. بالإضافة إلى ذلك ، الخصائص المكثفة ، للأسباب المذكورة ، ليست مضافة.
إذا تم تقسيم خاصية ممتدة لمادة ، مثل الكتلة ، إلى خاصية ممتدة أخرى للمادة ، مثل الحجم ، فسيتم الحصول على خاصية مكثفة تسمى الكثافة.
السرعة (x / t) هي خاصية مكثفة للمادة ، ناتجة عن تقسيم خاصية ممتدة للمادة ، مثل المسافة المنقولة (x) بين خاصية واسعة أخرى للمادة مثل الوقت (t).
من ناحية أخرى ، إذا تم مضاعفة خاصية مكثفة للجسم ، مثل السرعة من خلال كتلة الجسم (خاصية واسعة) ، فسيتم الحصول على مقدار حركة الجسم (mv) ، وهي خاصية شاملة.
قائمة الخواص المكثفة للمواد واسعة النطاق ، بما في ذلك: درجة الحرارة ، الضغط ، حجم معين ، السرعة ، نقطة الغليان ، نقطة الانصهار ، اللزوجة ، الصلابة ، التركيز ، القابلية للذوبان ، رائحة ، اللون ، الذوق ، الموصلية ، مرونة ، التوتر السطحي ، حرارة محددة ، الخ
أمثلة
درجة الحرارة
إنه مقياس يقيس المستوى الحراري أو الحرارة التي يمتلكها الجسم. تتشكل كل مادة من خلال مجموعة من الجزيئات أو الذرات الديناميكية ، أي أنها تتحرك وتهتز باستمرار.
عن طريق القيام بذلك ، فإنها تنتج كمية معينة من الطاقة: الطاقة الحرارية. مجموع الطاقات من السعرات الحرارية مادة تسمى الطاقة الحرارية.
درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحرارية للجسم. يمكن قياس درجة الحرارة بناءً على خاصية الأجسام للتوسع كدالة لكمية الحرارة أو الطاقة الحرارية. مقاييس درجة الحرارة الأكثر استخدامًا هي: Celsius و Farenheit و Kelvin.
يتم تقسيم مقياس مئوية إلى 100 درجة ، ويتألف النطاق من نقطة التجمد للمياه (0 درجة مئوية) ونقطة الغليان (100 درجة مئوية).
يأخذ مقياس فارنهايت النقاط المذكورة في 32 درجة فهرنهايت و 212 درجة فهرنهايت ، على التوالي. وقياس كلفن جزء من إنشاء درجة حرارة -273.15 درجة مئوية كما الصفر المطلق (0 K).
حجم معين
يتم تعريف وحدة التخزين المحددة على أنها وحدة التخزين التي تشغلها وحدة الكتلة. إنها كمية معكوسة للكثافة ؛ على سبيل المثال ، حجم الماء المحدد عند 20 درجة مئوية هو 0.001002 متر مكعب / كجم.
كثافة
يشير إلى مقدار وزن حجم معين يشغله بعض المواد ؛ وهذا هو ، نسبة م / ت. عادة ما يتم التعبير عن كثافة الجسم بالجرام / سم 3.
فيما يلي أمثلة لكثافات بعض العناصر الجزيئية أو المواد: - الهواء (1.29 × 10-3 جم / سم 3)
- الألومنيوم (2.7 جم / سم 3)
البنزين (0.879 جم / سم 3)
النحاس (8.92 جم / سم 3)
- ماء (1 جم / سم 3)
-أخرى (19.3 جم / سم 3)
- الزئبق (13.6 جم / سم 3).
لاحظ أن الذهب هو الأثقل ، بينما الهواء هو الأخف وزناً. هذا يعني أن مكعب الذهب أثقل بكثير من المكعب الافتراضي من الجو فقط.
حرارة محددة
يتم تعريفها على أنها كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة وحدة الكتلة بمقدار 1 درجة مئوية.
يتم الحصول على الحرارة المحددة من خلال تطبيق الصيغة التالية: c = Q / m.Δt. عندما تكون c عبارة عن حرارة محددة ، ف Q مقدار الحرارة ، m كتلة الجسم ، و هو تباين درجة الحرارة. كلما زادت الحرارة المحددة للمادة ، يجب توفير المزيد من الطاقة لتسخينها.
كمثال على قيم حرارة محددة ، لدينا ما يلي ، معبر عنه بـ J / Kg.ºC و
cal / g.ºC ، على التوالي:
900 و 0.215
- 387 و 0.092
- 448 و 0.107
-H 2 O 4.184 و 1.00
كما يمكن استنتاجه من قيم الحرارة المحددة المكشوفة ، فإن الماء يحتوي على واحدة من أعلى قيم الحرارة المحددة المعروفة. يتم تفسير ذلك بواسطة روابط الهيدروجين التي تتشكل بين جزيئات الماء ، والتي تحتوي على نسبة عالية من الطاقة.
تتميز الحرارة العالية العالية للمياه بأهمية حيوية في تنظيم درجة حرارة البيئة في الأرض. بدون هذه الخاصية ، سيكون الصيف والشتاء أكثر حرارة. هذا أيضا له أهمية في تنظيم درجة حرارة الجسم.
الذوبانية
القابلية للذوبان هي خاصية مكثفة تشير إلى الحد الأقصى لمقدار الذوبان الذي يمكن دمجه في مذيب لتشكيل الحل.
يمكن إذابة المادة دون التفاعل مع المذيب. يجب التغلب على الانجذاب الجزيئي أو interionic بين جزيئات المذاب النقي من أجل الذوبان. هذه العملية تتطلب الطاقة (ماص للحرارة).
بالإضافة إلى ذلك ، يلزم توفير الطاقة لفصل الجزيئات عن المذيب ، وبالتالي دمج جزيئات المذاب. ومع ذلك ، يتم إطلاق الطاقة مع تفاعل جزيئات المذاب مع المذيب ، مما يجعل العملية الكلية طاردة للحرارة.
تزيد هذه الحقيقة من اضطراب جزيئات المذيبات ، مما يؤدي إلى أن تكون عملية إذابة الجزيئات الذائبة في المذيب طاردة للحرارة.
فيما يلي أمثلة على قابلية الذوبان في بعض المركبات في الماء عند 20 درجة مئوية ، معبراً عنه بغرامات من المذاب / 100 غرام من الماء:
NC ، 36.0
-KCl ، 34.0
- لا ، 3 ، 88
-KCl ، 7.4
-AnNO 3 222.0
-C 12 H 22 O 11 (السكروز) 203.9
الجوانب العامة
تزيد الأملاح بشكل عام من قابليتها للذوبان في الماء مع ارتفاع درجة الحرارة. ومع ذلك ، بالكاد يزيد كلوريد الصوديوم من قابلية ذوبانه في مواجهة زيادة في درجة الحرارة. من ناحية أخرى ، يزيد Na 2 SO 4 من قابلية ذوبانه في الماء حتى 30 درجة مئوية ؛ من هذه الحرارة تنخفض قابليتها للذوبان.
بالإضافة إلى ذوبان مادة صلبة في الماء ، يمكن أن تحدث حالات عديدة للذوبان ؛ على سبيل المثال: قابلية ذوبان غاز في سائل ، سائل في سائل ، غاز في غاز ، إلخ.
معامل الانكسار
إنها خاصية مكثفة تتعلق بتغيير الاتجاه (الانكسار) الذي تختبره شعاع الضوء عند المرور ، على سبيل المثال من الهواء إلى الماء. يرجع تغيير اتجاه شعاع الضوء إلى حقيقة أن سرعة الضوء أكبر في الهواء منها في الماء.
يتم الحصول على مؤشر الانكسار مع تطبيق الصيغة:
η = ج / ν
η يمثل مؤشر الانكسار ، c يمثل سرعة الضوء في الفراغ و ν هي سرعة الضوء في الوسط الذي يتم تحديد مؤشر الانكسار فيه.
مؤشر الانكسار للهواء هو 10002926 ، والماء هو 1،330. تشير هذه القيم إلى أن سرعة الضوء أعلى في الهواء عنها في الماء.
نقطة الغليان
هي درجة الحرارة التي تتغير فيها المادة الحالة ، حيث تنتقل من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. في حالة الماء ، تبلغ درجة الغليان حوالي 100 درجة مئوية.
نقطة انصهار
إنها درجة الحرارة الحرجة التي تنتقل بها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. إذا تم اعتبار نقطة الانصهار مساوية لنقطة التجمد ، فهي درجة الحرارة التي يبدأ عندها التغيير من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة. في حالة الماء ، تكون نقطة الانصهار قريبة من 0 درجة مئوية.
اللون والرائحة والذوق
إنها خواص مكثفة تتعلق بالتحفيز الناتج عن مادة ما في حاسة البصر أو الرائحة أو الذوق.
لون ورقة شجرة يساوي (مثالي) لون كل أوراق تلك الشجرة. وبالمثل ، فإن رائحة عينة العطور مساوية لرائحة الزجاجة بأكملها.
إذا قمت بامتصاص شريحة من البرتقال ، فستتذوق نفس طعم تناول البرتقال بأكمله.
تركيز
إنه الحاصل بين كتلة المادة المذابة في محلول وحجم الحل.
C = M / V
C = التركيز.
م = كتلة المذاب
V = حجم الحل
يتم التعبير عن التركيز عادةً بعدة طرق ، على سبيل المثال: g / l ، mg / ml ،٪ m / v ،٪ m / m ، mol / L ، mol / kg من الماء ، meq / L ، إلخ.
خصائص مكثفة أخرى
بعض الأمثلة الإضافية هي: اللزوجة ، التوتر السطحي ، اللزوجة ، الضغط والصلابة.
