As propriedades físicas da matéria e, em geral, de qualquer sistema físico-químico, podem ser classificadas em dois tipos principais : propriedades intensivas e propriedades extensivas . Esse tipo de distinção foi descrito pela primeira vez em 1917 pelo físico Richard Tolman , também conhecido por outras contribuições como a Teoria do Universo Oscilante.

Basicamente, propriedades extensivas são aquelas que dependem da “extensão” da matéria, ou seja, dependem da quantidade de matéria ou de outras propriedades relacionadas à quantidade de matéria, por exemplo, volume, com relação proporcional entre a mudança na quantidade de matéria e na mudança nas propriedades extensas que ela causa. Propriedades intensivas, por outro lado, são aquelas que independem da quantidade de matéria.

Propriedades intensivas

Uma propriedade intensiva é uma quantidade física cujo valor não depende da quantidade de matéria no sistema pelo qual é medida. Um bom exemplo é a temperatura , e pode ser facilmente observada em um sistema homogêneo e em equilíbrio térmico; neste estado, a temperatura é a mesma em qualquer parte do sistema, e se o sistema for dividido, a temperatura permanece a mesma nos diferentes subsistemas.

A densidade também é uma propriedade intensiva fácil de ver em um sistema homogêneo. Se o sistema for dividido ao meio, a densidade em cada metade separada permanecerá a mesma. Nesse caso, a massa e o volume em cada metade mudam, mas a razão que define a densidade permanece a mesma.

Outras propriedades intensivas são, por exemplo, ponto de ebulição, potencial químico, concentração, molalidade, pressão ou volume específico.

Propriedades extensas

As propriedades extensivas são frequentemente descritas como quantidades físicas que alteram a quantidade de material, mas, mais precisamente, as propriedades extensivas são variáveis cujo valor é subsistemas aditivos . Ou seja, o valor de uma propriedade extensa é proporcional ao tamanho ou quantidade de matéria no sistema.

Por exemplo, a quantidade de energia térmica para derreter um pedaço de gelo é a extensa propriedade conhecida como entalpia de fusão . Embora a temperatura de derretimento (propriedade intensiva) seja a mesma em um cubo de gelo e em um iceberg, a entalpia de fusão, ou quantidade de calor necessária para derreter cada um, é consideravelmente diferente e é proporcional à quantidade de gelo.

A relação entre duas propriedades extensas geralmente resulta em uma propriedade intensiva. Por exemplo, massa e volume são duas propriedades extensivas e sua relação é igual à densidade, uma propriedade intensiva.

Mais exemplos de propriedades extensas são a energia do sistema, entalpia, entropia, número de moles, energia de Gibbs, capacidade térmica, massa, volume, peso ou comprimento.

A distinção entre propriedades intensivas e propriedades extensivas tem alguns usos teóricos muito interessantes. Por exemplo, em termodinâmica, um sistema em equilíbrio composto por uma única substância requer o conhecimento de duas propriedades intensivas independentes (por exemplo, temperatura e volume específico) para poder postular seu estado completo e calcular o resto do intensivo propriedades. Mesmo assim, a classificação em propriedades intensivas e propriedades extensivas tem limitações importantes, uma vez que existem propriedades que não podem ser classificadas em nenhum dos tipos , principalmente em sistemas que interagem entre si quando combinados.

Propriedades compostas e específicas

Propriedades extensivas e propriedades intensivas podem ser combinadas para gerar novas propriedades que descrevem outros aspectos do sistema. Essas propriedades são conhecidas como propriedades compostas, às vezes também chamadas de propriedades derivadas. As propriedades compostas podem, por sua vez, ser classificadas como propriedades intensivas ou extensivas.

O exemplo de densidade é um bom exemplo de uma propriedade composta muito comum. A densidade é obtida como a razão entre a massa e o volume do sistema, e a densidade é, por sua vez, uma propriedade intensiva.

Propriedades específicas são aquelas propriedades compostas obtidas pela divisão de uma propriedade extensa pela massa do sistema . Propriedades extensivas são proporcionais à massa, mas dividi-las pela massa dá uma propriedade intensiva. Por exemplo, o volume é uma propriedade extensa que é medida em m 3 no Sistema Internacional de Unidades. O volume específico é medido em m 3 / kg e é uma propriedade intensiva que representa o volume que cada kg de matéria ocupa.