凡性质与物质的数量无关的称为强度量,如温度、压力、密度等。强度量不具有加和性,与强度相对应的是广延(度)量。 数量与强度量的乘积为广延量。广度量具有加和性,强度量不具有加和性。
强度量有两类。第一类,如压力和温度,它们明显地不依赖与所包含物质的
总量,但其大小可以表示体积的整个状态;第二类是比广延量(单位质量的广延量),例如:比体积(单位质量的体积)。
与之相对的是广延量,广延量与系统的质量、体积等量有关。而广延量与体积、面积等的比值为强度量,例如:磁矩M/面积S=磁感应
强度H。
广度量有加和性,强度量没加和性。两个强度量相除就得到一个强度量,或者任何广度量除以物质的量就得到一个强度量。与摩尔量n有关叫
广度量,无关的叫强度量。
强度性质是指系统中不随系统大小或系统中物质多少而改变的
物理性质,强度性质是尺度不变的物理量。
强度性质是指数值上与体系中物质的量无关的性质,即不具有“
部分加和性质”,其数值取决于体系自身的特性。在平衡体系中任一强度性质的数值与体系中任一部分的该强度性质的数值都相等。如一杯水的温度将其分为两部分后,水的温度不会发生改变。
强度性质与广度
性质最好的区别方法就是看:把一个系统分成几部分,具有加和性的为广度性质;如果各部分都相同的则为强度性质。体系中的两个广度量相除就是强度量,比如
摩尔体积由体积和物质的量这两个具有广度性质的状态函数,相比得出。
注意:强度性质虽然不具有“部分加和性”,但是可以具有“组分加和性”,即整个体系的强度性质是体系中各个组分的该强度性质的
总和。如压力这个强度便是,总压强可以由各个组分的
分压相加得出。
广度量与强度量是贯穿于热力学整体的两个基本概念。这两者进行了
讨论,指出了只有达到热力学极限的均相系一般才能同时定义广度量与强度量的概念。
应用齐次函数的概念及性质讨论广度量与强度量,可以严格得出有关它们的一整套普遍关系式及一些有意义的结论。其中对广度量具有加和性而强度量没有加和性这一熟知的事实作了论证。
在
热力学中通常把描写均匀系的变量分为两类,一类是与总质量成比例的,名为广延量,另一类是代表物质的内在性质与总质量无关的,名为强度量。对于广延量和强度量可以用一个齐次
函数来表示,一个广延量应是广延量的一次齐次函数,而强度量则是广延量的另次
齐次函数,对于多元均匀系,其体积V=V(T,p,N1,....,Nk)
(1)若各组元的克分子数同时增加λ倍,而总体积亦增加λ倍,即V’=V(T,p,λN1,...,λNk)=λV(T,p,N1,...,Nk) (2)则称体积为广延量。对于
内能、焓、
熵等热力学量,若有类似(2)的性质,则称它们为广延量。