خصائص واسعة النطاق: ميزات وأمثلة - كيمياء - 2026

و خصائص واسعة هي تلك التي تعتمد على حجم أو جزء من الموضوع قيد النظر. وفي الوقت نفسه ، فإن الخصائص المكثفة مستقلة عن حجم المادة ؛ لذلك ، لا تتغير عند إضافة مادة.

تعتبر الكتلة والحجم من بين الخصائص الأكثر شمولاً رمزية ، لأنه عندما يتم تعديل كمية المواد التي يجب أخذها في الاعتبار ، فإنها تختلف. مثل الخصائص الفيزيائية الأخرى ، يمكن تحليلها بدون تغيير كيميائي.

بعض الخصائص الأكثر شمولاً.

يمكن أن يؤدي قياس الخاصية الفيزيائية إلى تغيير ترتيب المادة في العينة ، ولكن ليس بنية جزيئاتها.

وبالمثل ، فإن الكميات الكبيرة مضافة ، أي يمكن إضافتها. إذا تم النظر في نظام مادي يتكون من عدة أجزاء ، فإن قيمة الحجم الكبير في النظام ستكون مجموع قيمة الحجم الواسع في الأجزاء المختلفة منه.

من الأمثلة على الخصائص الشاملة: الوزن ، القوة ، الطول ، الحجم ، الكتلة ، الحرارة ، الطاقة ، المقاومة الكهربائية ، القصور الذاتي ، الطاقة الكامنة ، الطاقة الحركية ، الطاقة الداخلية ، المحتوى الحراري ، طاقة جيبس ​​الحرة ، الانتروبيا ، السعة الحرارية ذات الحجم الثابت ، أو السعة الحرارية للضغط الثابت.

لاحظ أن الخصائص الشاملة شائعة الاستخدام في دراسات الديناميكا الحرارية. ومع ذلك ، عند تحديد هوية مادة ما ، فهي ليست مفيدة جدًا ، نظرًا لأن 1 جم من X لا يختلف فعليًا عن 1 جم من Y. للتمييز بينهما ، من الضروري الاعتماد على الخصائص المكثفة لكل من X و Y.

خصائص الخصائص الشاملة

هم مضافون

الخاصية الشاملة مضافة إلى أجزائها أو أنظمتها الفرعية. يمكن تقسيم النظام أو المادة إلى أنظمة فرعية أو أجزاء ويمكن قياس الخاصية الشاملة في كل من الكيانات المشار إليها.

قيمة الخاصية الشاملة للنظام أو المادة الكاملة هي مجموع قيمة الممتلكات الشاملة للأجزاء.

ومع ذلك ، أشار ريدليش إلى أن تخصيص خاصية مكثفة أو واسعة النطاق قد يعتمد على طريقة تنظيم الأنظمة الفرعية وما إذا كان هناك تفاعل بينها.

لذلك ، فإن الإشارة إلى قيمة خاصية واسعة النطاق لنظام كمجموع لقيمة الخاصية الشاملة في الأنظمة الفرعية يمكن أن يكون بمثابة تبسيط.

المصدر: Pxhere

العلاقة الرياضية بينهما

المتغيرات مثل الطول والحجم والكتلة هي أمثلة على الكميات الأساسية ، وهي خصائص واسعة النطاق. المبالغ المخصومة هي متغيرات يتم التعبير عنها كمجموعة من المبالغ المخصومة.

إذا تم تقسيم كمية أساسية مثل كتلة المذاب في محلول على كمية أساسية أخرى ، مثل حجم المحلول ، يتم الحصول على الكمية المستخلصة: التركيز ، وهو خاصية مكثفة.

بشكل عام ، إذا تم تقسيم خاصية واسعة على خاصية أخرى واسعة النطاق ، يتم الحصول على خاصية مكثفة. في حين أنه إذا تم ضرب خاصية واسعة النطاق بممتلكات واسعة النطاق ، يتم الحصول على خاصية واسعة النطاق.

هذه هي حالة الطاقة الكامنة ، وهي خاصية واسعة النطاق ، فهي نتاج مضاعفة ثلاث خصائص واسعة النطاق: الكتلة والجاذبية (القوة) والارتفاع.

الخاصية الشاملة هي خاصية تتغير مع تغير مقدار المادة. إذا تمت إضافة المادة فهناك زيادة في خاصيتين واسعتين مثل الكتلة والحجم.

أمثلة

كتلة

إنها خاصية واسعة النطاق هي مقياس لمقدار المادة في عينة من أي مادة. كلما زادت الكتلة ، زادت القوة المطلوبة لتحريكها.

من وجهة النظر الجزيئية ، كلما زادت الكتلة ، زادت مجموعة الجزيئات التي تتعرض لها القوى الفيزيائية.

الكتلة والوزن

كتلة الجسم هي نفسها في أي مكان على الأرض ؛ بينما وزنه مقياس لقوة الجاذبية ويختلف باختلاف المسافة من مركز الأرض. نظرًا لأن كتلة الجسم لا تختلف باختلاف موقعها ، فإن الكتلة هي خاصية أساسية أكثر شمولاً من وزنها.

الوحدة الأساسية للكتلة في النظام الدولي للوحدات هي الكيلوجرام (كجم). يُعرَّف الكيلوغرام بأنه كتلة أسطوانة بلاتينيوم إيريديوم مخزنة في قبو في سيفرس ، بالقرب من باريس.

1000 جم = 1 كجم

1000 مجم = 1 جم

1000000 ميكروجرام = 1 جرام

الطول

إنها خاصية واسعة النطاق يتم تعريفها على أنها أبعاد خط أو جسم مع مراعاة امتداده في خط مستقيم.

يُعرّف الطول أيضًا على أنه الكمية المادية التي تسمح بتحديد المسافة التي تفصل بين نقطتين في الفضاء ، والتي يمكن قياسها وفقًا للنظام الدولي ، بوحدة المتر.

الصوت

إنها خاصية واسعة النطاق تشير إلى المساحة التي يشغلها الجسم أو المادة. في النظام المتري ، تُقاس الأحجام عادةً باللتر أو المليلتر.

1 لتر يساوي 1،000 سم ³. 1 مل 1 سم ³. في النظام الدولي ، الوحدة الأساسية هي المتر المكعب ، ويحل الديسيمتر المكعب محل الوحدة المترية اللتر ؛ أي dm ³ يساوي 1 لتر.

فرض

إنها القدرة على أداء العمل الجسدي أو الحركة ، فضلاً عن القدرة على دعم الجسم أو مقاومة الدفع. هذه الخاصية الواسعة لها تأثيرات واضحة على الكميات الكبيرة من الجزيئات ، نظرًا لأن الجزيئات الفردية لا تزال قائمة ؛ إنها تتحرك وتهتز دائمًا.

هناك نوعان من القوى: تلك التي تعمل على اتصال وتلك التي تعمل عن بعد.

نيوتن هي وحدة القوة ، تُعرَّف بأنها القوة المؤثرة على جسم كتلته 1 كيلوجرام ، وتبلغ تسارعه مترًا واحدًا لكل ثانية مربعة.

طاقة

إنها قدرة المادة على إنتاج عمل في شكل حركة وضوء وحرارة وما إلى ذلك. الطاقة الميكانيكية هي مزيج من الطاقة الحركية والطاقة الكامنة.

يقال في الميكانيكا الكلاسيكية أن الجسم يعمل عندما يغير حالة حركة الجسم.

تحتوي الجزيئات أو أي نوع من الجسيمات دائمًا على مستويات طاقة مرتبطة بها وتكون قادرة على تنفيذ العمل مع المحفزات المناسبة.

الطاقة الحركية

إنها الطاقة المرتبطة بحركة جسم أو جسيم. على الرغم من أن الجسيمات صغيرة جدًا وبالتالي فهي ذات كتلة قليلة ، فإنها تتحرك بسرعات تقترب من سرعة الضوء. نظرًا لأنه يعتمد على الكتلة (1 / 2mV ²) ، فإنه يعتبر خاصية واسعة النطاق.

الطاقة الحركية لأي نظام في أي لحظة زمنية هي المجموع البسيط للطاقات الحركية لجميع الكتل الموجودة في النظام ، بما في ذلك الطاقة الحركية الدورانية.

مثال على ذلك هو النظام الشمسي. في مركز كتلتها ، تكون الشمس ثابتة تقريبًا ، لكن الكواكب والكواكب تدور حولها. كان هذا النظام بمثابة مصدر إلهام لنموذج بوهر الكوكبي ، حيث تمثل النواة الشمس والإلكترونات الكواكب.

الطاقة الكامنة

بغض النظر عن القوة التي تولدها ، فإن الطاقة الكامنة التي يمتلكها النظام الفيزيائي تمثل الطاقة المخزنة بحكم موقعه. داخل نظام كيميائي ، كل جزيء له طاقته الكامنة الخاصة به ، لذلك من الضروري مراعاة القيمة المتوسطة.

ترتبط فكرة الطاقة الكامنة بالقوى التي تعمل على النظام لتحريكه من موقع إلى آخر في الفضاء.

مثال على الطاقة الكامنة هو حقيقة أن مكعب ثلج يضرب الأرض بطاقة أقل مقارنة بكتلة صلبة من الجليد ؛ علاوة على ذلك ، تعتمد قوة التأثير أيضًا على الارتفاع الذي يتم فيه إلقاء الجثث (المسافة).

الطاقة الكامنة المرنة

عند شد الزنبرك ، لوحظ أنه يلزم بذل المزيد من الجهد لزيادة درجة تمدد الربيع. هذا بسبب تولد قوة داخل الزنبرك تعارض تشوه الزنبرك وتميل إلى إعادته إلى شكله الأصلي.

يقال أن الطاقة الكامنة (الطاقة الكامنة المرنة) تتراكم في الربيع.

الحار

الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة التي تتدفق دائمًا تلقائيًا من الأجسام ذات المحتوى العالي من السعرات الحرارية إلى الأجسام ذات المحتوى المنخفض من السعرات الحرارية ؛ أي من الأكثر سخونة إلى الأبرد.

الحرارة ليست كيانًا على هذا النحو ، ما هو موجود هو انتقال الحرارة ، من الأماكن ذات درجات الحرارة المرتفعة إلى الأماكن ذات درجات الحرارة المنخفضة.

الجزيئات التي يتكون منها النظام تهتز وتدور وتتحرك ، مما يؤدي إلى ارتفاع متوسط ​​الطاقة الحركية. تتناسب درجة الحرارة مع متوسط ​​سرعة الجزيئات المتحركة.

عادة ما يتم التعبير عن كمية الحرارة المنقولة بالجول ، ويتم التعبير عنها أيضًا بالسعرات الحرارية. هناك تكافؤ بين كلتا الوحدتين. السعرات الحرارية الواحدة تساوي 4184 جول.

الحرارة هي خاصية واسعة النطاق. ومع ذلك ، فإن الحرارة النوعية هي خاصية مكثفة ، تُعرّف على أنها كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 جرام من المادة بمقدار درجة واحدة مئوية.

وبالتالي ، تختلف الحرارة النوعية لكل مادة. وما العاقبة؟ في مقدار الطاقة والوقت الذي يستغرقه تسخين نفس الحجم من مادتين.

مواضيع ذات أهمية

الخصائص النوعية.

الخصائص الكمية.

الخصائص العامة.

خصائص المادة.

المراجع

1. هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (15 أكتوبر 2018). الفرق بين الخصائص المكثفة والواسعة. تم الاسترجاع من: thinkco.com
2. وكالة تكساس التعليمية (TEA). (2018). خصائص المادة. تم الاسترجاع من: texasgateway.org
3. ويكيبيديا. (2018). خصائص مكثفة وواسعة. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
4. مؤسسة CK-12. (19 يوليو 2016). خصائص شاملة ومكثفة. الكيمياء LibreTexts. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org
5. محررو Encyclopaedia Britannica. (10 يوليو 2017). الطاقة الحركية. Encyclopædia Britannica. تم الاسترجاع من: britannica.com