Intensive Größe

Zustandsgröße, die sich bei unterschiedlicher Größe des betrachteten Systems nicht ändert

Eine intensive Größe ist eine Zustandsgröße, die sich bei unterschiedlicher Größe des betrachteten Systems nicht ändert. Man unterscheidet hierbei systemeigene intensive Größen, wie beispielsweise Temperatur und Druck, und stoffeigene intensive Größen, wie alle molaren und spezifischen Größen reiner Stoffe.[1]

Das Gegenstück zu den intensiven Größen sind die extensiven Größen, wie beispielsweise Teilchenzahl, Volumen, Energie und Entropie, welche sich mit der Größe des Systems ändern (Skalierung).

Die Abhängigkeit einer Größe vom betrachteten System kann beispielsweise nachvollzogen werden anhand zweier identischer Systeme, die durch eine Zwischenwand getrennt sind. Hebt man diese Trennung auf und erweitert die Betrachtung auf das gesamte System, so wird der Unterschied zwischen intensiven und extensiven Größen deutlich: Alle Größen, die nun den gleichen Wert wie vor der Entfernung der Zwischenwand besitzen, sind intensive Größen; hingegen sind alle Größen, die nun einen anderen Wert besitzen, extensive Größen.

Es ist möglich, extensive Größen in intensive Größen umzuwandeln, indem man sie auf eine weitere extensive Größe bezieht, z. B. auf eine bestimmte Masse (spezifische Größe), auf ein bestimmtes Volumen (Dichte der Größe) oder eine bestimmte Stoffmenge (molare Größe). So sind Volumen und Enthalpie extensive Größen, das molare Volumen und die molare Enthalpie dagegen intensive Größen.

Die Änderung einer intensiven Größe hat die Änderung des thermodynamischen Gleichgewichts zur Folge.

Extensive und intensive Größen
extensiv intensiv
Charakteristikum Größen sind von der Stoffmenge abhängig. Größen sind von der Stoffmenge unabhängig.
Eigenschaft Ändern sich mit der Größe des betrachteten Systems: Wird deren Stoffmenge vervielfacht, so vervielfachen sich auch all ihre extensiven Größen. Extensive Größen sind additiv. Sind von der Größe des Systems unabhängig. Intensive Größen sind nicht additiv.
Beispiele Stoffmenge n, Volumen V, innere Energie U, freie Energie F, Enthalpie H, freie Enthalpie G, Masse m, elektrische Ladung Q Temperatur T, Dichte ρ, Druck p, Konzentration c=n/V, Viskosität, Brechungsindex, elektrische Spannung U, Permittivität ε, Dipolmoment
Besonderheit Zustandsgrößen sind auch dann extensiv, wenn sie proportional zu allen anderen als extensiv bekannten Zustandsgrößen sind. Diese Proportionalität gilt allerdings nur, solange alle nichtextensiven Zustandsgrößen konstant bleiben. Das Verhältnis extensiver Größen ist eine intensive Größe.
Zusammenhang Das Produkt einer extensiven und einer intensiven Größe ist eine extensive Größe.

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Karl Schwister, Volker Leven: Verfahrenstechnik für Ingenieure: Ein Lehr- und Übungsbuch. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, 2014, ISBN 3-446-44001-1, S. 17 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).