En la clase de Química de tercero de secundaria, se verá el tema: “¿Cómo medimos las propiedades intensivas de los materiales?”, con el cual podrás identificar las propiedades extensivas (masa y volumen) e intensivas (temperatura de fusión y de ebullición, viscosidad, densidad, solubilidad) de algunos materiales, además de que podrás explicar la importancia de los instrumentos de medición y observación como herramientas que amplían la capacidad de percepción de nuestros sentidos.
Una de las limitaciones al tratar de medir la materia mediante nuestros sentidos es que los datos obtenidos no son confiables ya que dependen de la capacidad de percepción de las personas.
La materia es todo aquello que nos rodea. Las propiedades intensivas y extensivas se refiere a la clasificación de las propiedades según su dependencia en la cantidad de materia. Veamos cada una por separado.
Propiedades intensivas
Son aquellas propiedades que no dependen de la cantidad o tamaño del material. También se conocen como propiedades intrínsecas o locales.
Imaginemos que tenemos un sistema con una propiedad X. Si dividimos el sistema en partes A, B y C, la propiedad X de A es igual a la propiedad X de B y de C:
Clave para recordar si una propiedad es intensiva: la propiedad de las partes es igual a la propiedad del sistema.
Ejemplos de propiedades intensivas
A continuación, presentamos algunas de las propiedades intensivas más conocidas.
1. Temperatura
La temperatura es la medida de la energía cinética promedio de los átomos. La escala Celsius, o centígrado, es la escala más usada a nivel mundial para medir la temperatura.
Es una propiedad intensiva porque si medimos la temperatura de un litro de agua o de un vaso de agua en las mismas condiciones, la medida será igual.
2. Punto de fusión
El punto de fusión es la temperatura a la que un compuesto en fase sólida pasa a su fase líquida. En el sistema internacional la unidad es el kelvin (K). También se puede expresar en grados centígrados.
Es una propiedad intensiva porque no depende de la cantidad de material. La temperatura a la que un gramo de una sustancia se funde será igual a la temperatura que se funde un kilogramo de la misma sustancia. Por ejemplo, el oro tiene un punto de fusión de 1.064ºC; así que 1 gramo de oro o un lingote de oro tienen que alcanzar la temperatura de 1.064ºC para pasar del estado sólido al líquido.
3. Punto de ebullición
El punto de ebullición es la temperatura a la que un compuesto en fase líquida pasa a su fase gaseosa. El ejemplo típico es el del agua, que hierve y se transforma en vapor a 100ºC cuando la presión atmosférica es igual a 1 atmósfera.
Por ejemplo, la destilación es una técnica que aprovecha la diferencia en los puntos de ebullición de los compuestos para poder separarlos, como el caso del alcohol y el agua.
4. Elasticidad
La elasticidad es una medida de cuanto se puede deformar un objeto cuando se le aplica una cierta fuerza. Materiales como la goma tienen una propiedad elástica mayor.
Es una propiedad intensiva porque un metro de goma tiene la misma elasticidad que 10 centímetros de goma.
5. Densidad
La densidad es la relación entre la masa de un cuerpo o material y el volumen que ocupa. Se calcula dividiendo la cantidad de masa en gramos entre el volumen en mililitros.
Es una propiedad intensiva pues la densidad no varía ya sea si la medimos en un kilogramo de materia, o en dos toneladas de la misma.
Propiedades extensivas
Son aquellas propiedades que dependen del tamaño del sistema, es decir, mientras mayor la cantidad de sistema, mayor será la cantidad de la propiedad.
La relación o cociente de dos propiedades extensivas se transforma en una propiedad intensiva. Por ejemplo, la densidad es la división de dos propiedades extensivas: la masa y el volumen.
Ejemplo de propiedades extensivas
A continuación se presentan algunas propiedades extensivas.
1. Longitud
La longitud es una medida física de la distancia: la separación entre dos objetos, el espacio que un objeto se mueve, la largura de un cable y otras medidas dependen de la distancia. La unidad del sistema internacional para la longitud es el metro.
Es una propiedad extensiva porque depende del tamaño: si cortamos una cuerda de diez metros en trozos de un metro, la longitud de los trozos finales no es igual al original.
2. Masa
La masa es la cantidad de materia que contiene un objeto. La masa, a diferencia del peso, no depende de la gravedad. La unidad del sistema internacional para la masa es el kilogramo.
Es una propiedad extensiva porque al quitar un pedazo del material que se está midiendo, la medida final de masa cambia.
3. Volumen
El volumen es la medida del espacio tridimensional que ocupa un objeto. En el sistema internacional la unidad de volumen es el metro cúbico (m3). También se usa el litro. El volumen de un sólido se puede medir por el volumen de líquido que puede desplazar cuando es sumergido completamente.
Es una propiedad extensiva porque al añadir más material a un recipiente el volumen cambia, aunque sea el mismo material.
4. Número de moléculas
El número de moléculas de un material varia en función de la cantidad del material. Sabemos que un mol de una sustancia tiene 602.000.000.000.000.000.000.000 moléculas, en notación científica sería 6,02×1023, este número también se conoce como el número de Avogadro.
Es una propiedad extensiva pues el número de moléculas aumenta o disminuye dependiendo si hay más o menos material.
5. Inercia
La inercia es la propiedad de los cuerpos para resistir a los cambios de movimiento o reposo. Es una propiedad asociada a la masa, mientras más masa, más inercia.
Es una propiedad extensiva pues depende de la cantidad de material, la inercia de un carrito de juguete es menor que la inercia de un coche.
Por ejemplo, si colocamos unos libros sobre una silla con rueditas y la empujamos contra una pared, los libros continúan por inercia su movimiento cuando esta choca contra la pared.
¿En qué difieren las propiedades extensivas e intensivas de los materiales?
Que las propiedades intensivas no dependen de la masa del sistema, como temperatura, presión y densidad, mientras que las extensivas sí
¿Qué instrumentos utilizamos para medir las propiedades intensivas de la materia?
Los instrumentos de medición son herramientas útiles y efectivas para poder cuantificar las propiedades de los materiales, recordemos que para cada propiedad se emplea un instrumento de medición específico, con excepción de las temperaturas de fusión y ebullición, estas se miden con el termómetro de laboratorio.
Entre otras propiedades observaste que la viscosidad de un líquido es su resistencia para fluir y en el Sistema Internacional de Unidades se expresa en pascal por segundo, se mide con el instrumento llamado viscosímetro.
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