Extenzív mennyiség

Az extenzív mennyiség olyan fizikai mennyiség, amelyeknek az értéke a rendszer mennyiségétől – ami kémiai jelenségek esetén az alkotó részecskék számával arányos – függ. Ezzel szemben az intenzív mennyiség független a rendszer mennyiségétől, nagyságától. Az extenzív mennyiségek additívak, mindig előjelesen összegződnek.

• Az extenzív mennyiségek additívak (összeadódóak). Legismertebb példája a tömegek összeadhatósága.
• Az intenzív mennyiségek nagysága mindaddig változik, amíg az egyensúlyi állapot be nem következik. Ez az extenzív mennyiségek áramlásával valósul meg (transzport). Példaként tekintsünk két kamrát, amelyek egyikében oxigén van, a másikban nitrogén. Ez két különböző anyag koncentrációja. Ha a kamrák közötti falat elhúzzuk, a koncentrációk különbsége azonnal elkezd kiegyenlítődni, mégpedig úgy, hogy az oxigén beáramlik az előzőleg nitrogénnel telt térbe, a nitrogén viszont az oxigénnel telt térbe. Ez tehát a rendszert alkotó anyagok áramlásával valósul meg, és mindkét anyag megnöveli a térfogatát.

Extenzív mennyiségek jellemzése

A fizikai mennyiségek jelentős része extenzív sajátságú. Például: a tömeg, az anyagmennyiség, a térfogat, az energia, a hőkapacitás stb.

Az extenzív mennyiségből intenzív mennyiség képződik, ha azt tömegegységre, vagy az anyag egységnyi anyagmennyiségére vonatkoztatjuk. Első esetben fajlagos mennyiséget, második esetben moláris mennyiséget kapunk.

Például a térfogat extenzív mennyiség. Ha az anyag térfogatát tömegegységre vonatkoztatjuk (elosztjuk a tömegével), a fajlagos térfogatot, ha az anyagmennyiségre vonatkoztatjuk (elosztjuk az anyagmennyiségével), akkor a moláris térfogatot kapjuk. Mindkét fizikai mennyiség intenzív sajátság.

Összehasonlító táblázat

Egymáshoz rendelhető extenzív és intenzív mennyiségek a termodinamikában

Extenzív tulajdonság	jele	SI egysége	intenzív tulajdonság	jele	SI egysége
Térfogat	V	m³	fajlagos térfogat	v	m³/kg
Belső energia	U	J	fajlagos belső energia	u	J/kg
Entrópia	S	J/K	fajlagos entrópia	s	J/(kg·K)
Entalpia	H	J	fajlagos entalpia	h	J/kg
Szabadentalpia (Gibbs-függvény)	G	J	fajlagos szabadentalpia	g	J/kg
Helmholtz szabadenergia	F	J	fajlagos szabadenergia	f	J/kg
Hőkapacitás (állandó térfogaton)	CV	J/K	fajlagos hőkapacitás (állandó térfogaton)	cv	J/(kg·K)
Hőkapacitás (állandó nyomáson)	CP	J/K	fajlagos hőkapacitás (állandó nyomáson)	cP	J/(kg·K)

A fajlagos mennyiségek legtöbbjéről nincs önálló szócikk, definíciójukat a hozzájuk tartozó extenzív mennyiség szócikkében találjuk

Szabadentalpia: $G=U+pV-TS-\sum \mu _{i}N_{i}$

Helmholtz szabadenergia: $F=U-TS-\sum \mu _{i}N_{i}$

ahol N a részecskék (molekulák, vagy atomok) száma

Értelemszerűen a kapcsolódó intenzív mennyiségek képezhetők. Például a

fajlagos szabadentalpia: $g=u+pv-Ts-\sum \mu _{i}n_{i}$

ahol n az anyagmennyiség