¿Cuál no es propiedad extensiva?

La densidad: una propiedad que no se extiende

En el vasto mundo de la termodinámica y la física, las propiedades de la materia se clasifican de diversas maneras para comprender mejor su comportamiento. Una distinción crucial reside en la diferencia entre propiedades extensivas e intensivas. Mientras que las primeras dependen de la cantidad de materia presente, las segundas se mantienen constantes sin importar la masa del sistema. Un ejemplo paradigmático de propiedad intensiva es la densidad.

Imaginemos un litro de agua pura a temperatura ambiente. Su densidad es aproximadamente de 1 g/cm³. Ahora, si duplicamos la cantidad de agua, teniendo dos litros, la densidad no se modifica, sigue siendo 1 g/cm³. Esto se debe a que la densidad se define como la masa por unidad de volumen. Al aumentar la masa, también aumenta proporcionalmente el volumen, manteniendo la relación constante. Este comportamiento contrasta con el de las propiedades extensivas.

Consideremos el volumen, una propiedad extensiva. Un litro de agua ocupa, lógicamente, un volumen menor que dos litros de agua. La propiedad cambia directamente con la cantidad de materia. Lo mismo sucede con la energía interna o la entalpía. A mayor masa, mayor energía interna y mayor entalpía. Estas propiedades son aditivas, es decir, la propiedad del sistema completo es la suma de las propiedades de sus partes.

La densidad, al ser intensiva, no se comporta de esta manera. No podemos sumar la densidad de un litro de agua con la densidad de otro litro para obtener la densidad de dos litros. En su lugar, la densidad se mantiene constante, proporcionando una característica intrínseca del material, independientemente de la cantidad. Lo mismo ocurre con otras propiedades intensivas como el volumen específico (inverso de la densidad) o la entropía específica (entropía por unidad de masa). Estas magnitudes, al estar normalizadas por la masa, se independizan de la cantidad de materia.

En resumen, la densidad, junto con el volumen específico y la entropía específica, se define como una propiedad intensiva, a diferencia de propiedades extensivas como el volumen, la energía interna o la entalpía. Esta distinción es fundamental para comprender y analizar el comportamiento de los sistemas termodinámicos, permitiendo caracterizar las sustancias y predecir su comportamiento bajo diferentes condiciones. Recordar esta diferencia es crucial para evitar confusiones y aplicar correctamente los principios termodinámicos.