長さは集中的な特性ですか、それとも広範囲にわたる特性ですか? (そしてなぜ?)

長さは測定対象の物質のサイズまたは量に依存するため、 幅広い特性です。材料の量を増やすと、長さも比例して長くなります。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

長さは測定対象の物質のサイズまたは量に依存するため、幅広い特性です。
拡張プロパティはマテリアルのサイズまたは量に応じて変化し、マテリアルが増えると長さも比例して長くなります。
長さはシステムの異なる部分を組み合わせたり分割したりすると変化するため、集中的なプロパティではありませんが、集中的なプロパティはシステムのサイズや量に関係なく一定のままです。

なぜ長さは広範なプロパティなのでしょうか?

長さは、対象となるシステムや物質のサイズや量に依存するため、熱力学やその他の物理科学の文脈では拡張された特性とみなされます。拡張プロパティは、対象のマテリアルのサイズまたは量に応じて拡張されるプロパティです。

長さが拡張プロパティである理由は次のとおりです。

サイズに応じたスケーリング:より大きな物質またはより大きなシステムがある場合、長さは比例して増加します。たとえば、長さ 1 メートルのワイヤを、同じく長さ 1 メートルの別のワイヤに接続すると、2 つのワイヤを合わせた長さは 2 メートルになります。
加算性:このプロパティは、独立したサブシステムに対して加算的です。上の例では、2 本の別々のワイヤを結合すると、それぞれの長さが合計されて、結合されたシステムの全長が得られます。
体積依存性:長さは、多くの場合、3 次元オブジェクトの体積を決定する際の基本要素となります。 3 次元では、体積は拡張プロパティであり、長さ、幅、高さの寸法に依存します。オブジェクトのサイズを大きくすると、それに比例して体積も増加します。
集中的な特性 vs.広範なプロパティ:一方、集中的なプロパティは、システムのサイズや量に依存しないプロパティです。集中的な特性の例には、温度、圧力、密度などがあります。これらの性質は、システムを分割したり統合したりしても一定です。

要約すると、長さは考慮されるマテリアルのサイズまたは量に応じて拡張され、独立したシステムを組み合わせるときに相加性を示すため、拡張プロパティです。拡張プロパティは、熱力学やその他の分野の研究において、大規模システムの動作やサイズに応じてどのように拡張されるかを理解するために不可欠です。

長さは、システムの異なる部分を組み合わせたり分割したりしても一定に保たれないため、 集中的なプロパティではありません。集中的な特性はシステムのサイズや量には依存せず、存在する物質の量によって変化しません。ただし、システムのサイズや考慮する材料の量によって長さは変わります。

長さが集中プロパティの基準を満たさない理由は次のとおりです。

サイズ依存性:物体または物質の長さは、そのサイズまたは量に直接関係します。長さ 1 メートルのワイヤーを半分に切ると、それぞれの長さは 0.5 メートルになります。生地の量を変えると長さが変わります。
非加法性:システムの複数の部分を組み合わせても、集中的な特性は一定のままです。たとえば、2 つの水サンプルを混合すると、それらの温度は同じままになります。ただし、2 本の別々のワイヤを結合する場合、結合されたワイヤの長さは個々の長さの合計になります。この付加的な動作は、長さが拡張プロパティであることを示します。
スケーリング動作:システムのサイズが増加すると、長さも比例して増加します。たとえば、長さ 1 メートル、幅 0.5 メートル、高さ 0.5 メートルの長方形の箱がある場合、すべての寸法を 2 倍にすると、長さ 2 メートル、幅 1 メートル、上からの高さ 1 メートルになります。長さはシステムのサイズに応じて変化します。これは、広範なプロパティの特徴です。

要約すると、長さはシステムのサイズや量によって変化するため、重要なプロパティではありません。一方、集中特性は系のサイズには依存せず、存在する物質の量に関係なく一定のままです。