تعتبر درجة الحرارة خاصية مكثفة لأنها تظل ثابتة بغض النظر عن حجم النظام أو كميته. الخصائص المكثفة، مثل درجة الحرارة والضغط والكثافة، مستقلة عن حجم النظام وتوفر قياسًا لحالة النظام عند نقطة محددة في المكان والزمان.
حسنًا، كانت تلك مجرد إجابة بسيطة. ولكن هناك بعض الأشياء الإضافية التي يجب معرفتها حول هذا الموضوع والتي ستجعل مفهومك واضحًا للغاية.
لذلك دعونا ننتقل مباشرة إلى ذلك.
الوجبات السريعة الرئيسية: هل درجة حرارة العقار مكثفة أم ممتدة؟
- تعتبر درجة الحرارة خاصية مكثفة لأنها لا تعتمد على كمية أو حجم النظام.
- تظهر الخصائص الموسعة، مثل الكتلة أو الحجم، طابعًا إضافيًا، على عكس درجة الحرارة.
- درجة الحرارة مستقلة عن شكل النظام.
لماذا تعتبر درجة الحرارة خاصية مكثفة؟
تعتبر درجة الحرارة خاصية مكثفة لأنها لا تعتمد على كمية أو حجم النظام قيد النظر. الخصائص المكثفة هي خصائص مادة أو نظام تظل ثابتة بغض النظر عن كمية المادة الموجودة. فهي مستقلة عن حجم أو كتلة النظام.
وفي المقابل، تعتمد الخصائص الموسعة على حجم أو كمية المادة وحجم النظام. على سبيل المثال، الكتلة والحجم والطاقة الإجمالية للمادة هي خصائص واسعة النطاق.
هذا هو السبب في أن درجة الحرارة خاصية مكثفة:
- حجم مستقل: عند تقسيم النظام إلى أجزاء أصغر أو الجمع بين أنظمة متعددة، تظل درجة حرارة كل جزء كما هي. على سبيل المثال، إذا كان لديك كوبًا به ماء ساخن وسكبت نصفه في كوب آخر، فسيكون كلا الكوبين بنفس درجة الحرارة. درجة الحرارة لا تتغير مع كمية الماء.
- التوازن الديناميكي الحراري: ترتبط الخواص المكثفة ارتباطًا وثيقًا بالتوازن الديناميكي الحراري . عندما يكون النظام في حالة توازن ديناميكي حراري، تكون خصائصه المكثفة، بما في ذلك درجة الحرارة، موحدة في جميع أنحاء النظام. تقيس درجة الحرارة متوسط الطاقة الحركية للجزيئات الموجودة في المادة. في حالة التوازن، يتم توزيع طاقات الجسيمات بشكل موحد، مما يؤدي إلى درجة حرارة موحدة.
- بغض النظر عن كتلة النظام: إن إضافة المزيد من المواد إلى النظام لن يغير درجة حرارته. على سبيل المثال، إذا كان لديك لتر واحد من الماء عند درجة حرارة معينة ثم أضفت لترًا آخر من الماء بنفس درجة الحرارة، فإن الخليط الناتج سيكون دائمًا بنفس درجة الحرارة.
باختصار، تعتبر درجة الحرارة خاصية مكثفة لأنها تصف خاصية تظل ثابتة وموحدة بغض النظر عن حجم أو كمية المادة أو النظام الذي يتم ملاحظته.
لماذا درجة الحرارة ليست خاصية واسعة النطاق؟
درجة الحرارة ليست خاصية واسعة لأنها لا تعتمد على كمية أو حجم المادة في النظام. إنها خاصية تظل دون تغيير عند تغيير كمية المادة الموجودة.
فيما يلي أسباب أخرى تجعل درجة الحرارة ليست خاصية واسعة النطاق:
1) الطابع الإضافي:
الخصائص الموسعة، مثل الكتلة أو الحجم ، تظهر طبيعة مضافة. إذا أخذت نظامين منفصلين ودمجتهما، فإن القيمة الإجمالية لخاصية واسعة النطاق ستكون مجموع القيم الفردية.
على سبيل المثال، إذا كان لديك حاويتين من الماء، فإن الكتلة أو الحجم الإجمالي بعد دمجهما سيكون مجموع كتل أو أحجام الحاويات الفردية. ومع ذلك، فإن درجة الحرارة لا تتصرف بهذه الطريقة.
عند الجمع بين نظامين، فإن درجة الحرارة الناتجة ليست مجموع درجات حرارة الأنظمة الفردية. يتم تحديد درجة الحرارة النهائية بدلاً من ذلك من خلال التوازن الديناميكي الحراري الذي تم التوصل إليه بين النظامين.
2) عدم التناسب مع الحجم:
تختلف الخصائص الممتدة بما يتناسب مع حجم المادة أو كميتها. إذا قمت بمضاعفة كمية المواد في النظام، فإن الخاصية الموسعة سوف تتضاعف أيضًا. على سبيل المثال، إذا قمت بمضاعفة حجم مادة ما، فإن كتلتها ستتضاعف أيضًا.
ومن ناحية أخرى، فإن درجة الحرارة لا تتبع هذا التناسب. مضاعفة كمية المادة لا يؤدي إلى مضاعفة درجة حرارتها. تظل درجة الحرارة دون تغيير ما دامت المادة في حالة توازن حراري.
3) الاستقلال عن شكل النظام:
يجب ألا يؤثر شكل النظام أو هندسته على خصائصه المكثفة. درجة الحرارة مستقلة عن شكل النظام.
على سبيل المثال، كتلة معدنية على شكل مكعب سيكون لها نفس درجة الحرارة مثل نفس كتلة المعدن المنصهرة والمصبوبة على شكل كرة.
باختصار، درجة الحرارة ليست خاصية واسعة النطاق لأنها مستقلة عن كمية أو حجم المادة في النظام ولا تظهر خاصية السلوك الإضافي أو النسبي للخصائص الشاملة.
قراءة متعمقة
هل اللون خاصية مكثفة أم واسعة النطاق؟
هل الملكية جماعية مكثفة أم واسعة النطاق؟
هل الكثافة خاصية مكثفة أم واسعة النطاق؟
هل الصلابة خاصية مكثفة أم واسعة النطاق؟
هل حمض الهيدروكلوريك حمض قوي أم ضعيف؟