Definir os seguintes conceitos:
j) Propriedades intensivas e extensivas.;
j) Propriedades intensivas e extensivas.;
Passo 1
O enunciado pede: definir os conceitos de propriedades intensivas e extensivas.
Informações dadas: só essa solicitação (explicar o que cada tipo de propriedade significa e como identificá‑las).
Informações dadas: só essa solicitação (explicar o que cada tipo de propriedade significa e como identificá‑las).
Passo 2
Ideia intuitiva, para a cabeça entrar no lugar: pense em “coisa que depende da quantidade de matéria” versus “coisa que não depende da quantidade de matéria”. Por exemplo, se eu duplico um sistema (faço duas cópias idênticas) e uma grandeza dobra, é sinal de que essa grandeza depende do tamanho — provavelmente é extensiva. Se ela não muda quando duplico, é intensiva. Vou formalizar isso nos próximos passos.
Passo 3
Definição e propriedades formais — extensivas.
- Uma propriedade é chamada de extensa quando seu valor é proporcional ao tamanho (quantidade de matéria) do sistema.
- Em linguagem matemática: se eu escalonar todo o sistema por um fator
(por exemplo duplicar ), uma propriedade extensa satisfaz
- Outra característica prática: propriedades extensivas são aditivas entre subsistemas não interagentes; isto é, para dois subsistemas 1 e 2 juntados sem interações externas,
- Exemplos típicos: massa
, volume , energia interna , entropia , número de mols .
Explicação do porquê: se eu junto dois frascos idênticos de água, a massa e o volume somam — faz sentido físico.
Passo 4
Definição e propriedades formais — intensivas.
- Uma propriedade é chamada de intensiva quando não depende do tamanho do sistema: duplicar o sistema não muda o valor da grandeza.
- Em notação: para uma propriedade intensiva
,
- Outra forma prática de reconhecer: propriedades intensivas são iguais em subsistemas em equilíbrio; por exemplo, temperatura e pressão tendem a se igualar quando há troca apropriada (equilíbrio térmico e mecânico).
- Exemplos típicos: temperatura
, pressão , densidade , potencial químico . - Observação sobre densidade: a densidade é intensiva porque é razão de duas extensivas:
e ao duplicar o sistema tanto
quanto
dobram, cancelando o efeito.
Passo 5
Como transformar uma extensiva em intensiva (no exame isso cai muito): divida por uma extensiva de referência (normalmente massa ou número de mols). Essas razões são chamadas de quantidades específicas ou molares. Exemplos e fórmulas:
- quantidade específica por massa: se
é extensiva e é a massa total, a propriedade específica é
que é intensiva (não muda ao escalar o sistema).
- quantidade molar: se
é número de mols,
Exemplos: volume específico
, energia interna específica
, entropia molar
.
Passo 6
Teste prático rápido (truques para prova):
- Teste de escala: imagine duplicar o sistema (
). Se a grandeza dobra, é extensiva; se permanece igual, é intensiva. - Teste de aditividade: se ao juntar dois subsistemas a grandeza soma, é extensiva.
- Se for razão de duas extensivas (mesma ordem), geralmente é intensiva.
Use esses procedimentos mentalmente com exemplos do enunciado para identificar.
Passo 7
Cuidado com armadilhas e observações úteis:
- Algumas grandezas podem ser apresentadas em formas diferentes (por exemplo, calor específico é intensivo, enquanto calor total é extensivo). Preste atenção às unidades: se aparecem unidades “por massa” ou “por mol” é intensivo.
- Propriedades intensivas não “somam” quando se combinam subsistemas; para obter a intensidade média pode ser necessário usar uma média ponderada (por massa, energia, etc.), dependendo do caso.
- Em termodinâmica avançada existe a ideia de homogeneidade: potenciais termodinâmicos geralmente são funções homogêneas de grau 1 nas variáveis extensivas (isso explica relações como a identidade de Euler), mas isso é uma camada extra que você só precisa conhecer depois.
Passo 8
Resumo prático e dica motivacional rápida: memorize a regra de ouro — “extensiva soma/escala; intensiva não muda com escala”. Na hora da prova, responda com um exemplo de cada para mostrar que entendeu. Você consegue — já tá com a estratégia certa: exemplos + teste de escala dão conta do recado.
Resposta
Propriedade extensiva: grandeza que depende da quantidade de matéria do sistema, é aditiva entre subsistemas e escala linearmente com o tamanho do sistema (ex.:
,
,
,
).
Propriedade intensiva: grandeza independente da quantidade de matéria, não muda ao escalar o sistema e se iguala entre subsistemas em equilíbrio (ex.: ,
,
).
Propriedade intensiva: grandeza independente da quantidade de matéria, não muda ao escalar o sistema e se iguala entre subsistemas em equilíbrio (ex.: