الخصائص المكثفة: تعريف و أمثلة
تُعرّف الخصائص الفيزيائية بأنها تلك الصفات التي يمكن ملاحظتها أو قياسها دون تغيير التركيب الكيميائي للمادة. تُشمل الأمثلة على ذلك اللون، والكثافة، ونقطة الغليان. قام العالم ريشارد تولمان بتصنيف هذه الخصائص إلى نوعين رئيسيين في عام 1917.
الخصائص المكثفة هي خصائص مستقلة عن كمية المادة. بعبارة أخرى، لا تتغير قيمتها بتغير حجم العينة. ومن أمثلة هذه الخصائص:
- نقطة الغليان: درجة الحرارة التي يتحول عندها السائل إلى غاز عند ضغط جوي معين.
- الكثافة: نسبة الكتلة إلى الحجم (الكثافة = الكتلة / الحجم).
- حالة المادة: (صلبة، سائلة، غازية)، وتعتمد على قوة الترابط بين جزيئات المادة.
- نقطة الانصهار: درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة الصلبة إلى سائلة.
- معامل الانكسار: نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعته في المادة.
- القساوة: مقاومة المادة للخدش.
- قابلية السحب: قدرة المادة على التمدد إلى أسلاك.
- قابلية الطرق: قدرة المادة على تشكيل الصفائح.
الخصائص الشاملة: الخصائص المعتمدة على الكمية
على عكس الخصائص المكثفة، تعتمد الخصائص الشاملة على كمية المادة الموجودة. كلما زادت كمية المادة، زادت قيمة الخاصية الشاملة. بعض الأمثلة على هذه الخصائص هي:
- الحجم
- الكتلة
- الوزن
- الطول
من الملاحظ أنه عند قسمة خاصيتين شاملتين على بعضهما البعض، نحصل على خاصية مكثفة. فمثلاً، الكثافة (خاصية مكثفة) هي حاصل قسمة الكتلة (خاصية شاملة) على الحجم (خاصية شاملة).
التمييز بين الخصائص المكثفة والشمولية: تجربة عملية
لتوضيح الفرق، تخيل أن لدينا وعاءين متطابقين من الماء، بنفس اللون والحجم والكتلة. عند دمج الوعاءين معًا، سيزداد الحجم والكتلة، مما يؤكد طبيعتهما الشاملة. لكن اللون، وهو خاصية مكثفة، سيبقى كما هو.
هذا يوضح بوضوح أن الخصائص المكثفة لا تعتمد على كمية المادة، بينما الخصائص الشاملة تعتمد عليها بشكل مباشر.
المراجع
[1] “Physical and Chemical Properties of Matter”, courses.
[2] Anne Marie Helmenstine, “The Difference Between Intensive and Extensive Properties”, thoughtco.
