密集而廣泛的特性

材料和系統的物理或化學特性通常可以按照密集型或廣泛的範圍，這是根據系統變化（或範圍）變化時的特性變化。 1898年，德國數學家喬治·赫爾姆（Georg Helm）以及美國物理學家和化學家理查德·托爾曼（Richard C. Tolman）在1917年將“大量和廣泛數量”術語引入了物理學。

根據國際純化學和應用化學聯盟（IUPAC）的說法，密集的特性或密集量是其幅度獨立於系統大小的大小。密集的財產不一定是同質分佈在太空中的；它的位置可能因物質和輻射體內而異。密集特性的示例包括溫度， t ;折射率， n ；密度， ρ ;和硬度， η 。

相比之下，廣泛的屬性或廣泛的數量是其對子系統的幅度。例如質量，體積和熵。

並非所有物質的屬性都屬於這兩個類別。例如，體積的平方根既不是密集也不是廣泛的。如果系統通過將第二個相同的系統並列為大小，則密集屬性的值等於每個子系統的值，並且廣泛屬性的值是每個子系統值的兩倍。但是，屬性√v乘以√2。

密集特性

密集特性是一個物理量，其價值不取決於所測量的物質量。最明顯的密集量是大量的比率。在一個均勻的系統中，將所有廣泛的特性，尤其是其體積和質量分為兩半都分為兩半。其所有密集的特性，例如每體積的質量（質量密度）或每質量的體積（特定體積），每一半必須保持不變。

熱平衡中系統的溫度與其任何部分的溫度相同，因此溫度是密集型的。如果將系統除以可滲透的壁或物質，則每個子系統的溫度相同。另外，物質的沸騰溫度是密集的特性。例如，在一個大氣的壓力下，水的沸騰溫度為100°C，無論剩餘的水數量如何。

對於樣品的任何廣泛數量的“ E”都可以除以樣品的體積，成為樣品的“ e密度”。同樣，任何大量的“ e”都可以除以樣品的質量，成為樣本的“特定e”。已將大量的“ E”除以樣品中的痣數量稱為“摩爾E”。

強化和廣泛屬性之間的區別具有一些理論用途。例如，在熱力學中，簡單可壓縮系統的狀態完全由兩個獨立的，密集的特性以及一個廣泛的屬性（例如質量）指定。其他密集型屬性源自這兩個密集型變量。

例子

密集屬性的示例包括：

電荷密度ρ （或NE ）
化學勢， μ
顏色
濃度， c
能量密度， ρ
磁滲透性， μ
質量密度， ρ （或比重）
熔點和沸點
morality ， m或b
壓力， p
折射率
特定電導率（或電導率）
特定的熱容量C _P
特定的內部能量， u
比較旋轉，[ α ]
特定體積， v
標準還原電勢， e°
表面張力
溫度， t
導熱係數
速度v
粘度

有關與材料有關的更詳盡列表，請參見材料屬性列表。

廣泛的特性

廣泛的屬性是一個物理數量，其價值與其描述的系統大小或系統中物質數量成正比。例如，樣品的質量是廣泛的數量。這取決於物質的量。相關密集型數量是與數量無關的密度。無論您考慮一滴水還是游泳池，水的密度約為1g/ml，但在兩種情況下質量有所不同。

將一個廣泛的財產劃分為另一個廣泛的屬性通常具有密集的價值，例如：質量（廣泛）除以體積（廣泛）的密度（密集）。

例子

廣泛屬性的示例包括：

物質量
焓， h
熵， s
吉布斯能量， g
熱容量， C _P
Helmholtz Energy ， A或F
內能， u
春季僵硬， k
質量，米
卷， v

共軛數量

在熱力學中，一些廣泛的數量測量在熱力學轉移過程中保守的量。它們在兩個熱力學系統或子系統之間轉移到壁上。例如，物質可以通過半透明的膜轉移。同樣，可以將體積視為在兩個系統之間有壁運動的過程中轉移的，從而增加了一個體積，並增加了另一個系統的體積，而另一個系統的體積則相等。

另一方面，在系統及其周圍環境之間的熱力學轉移過程中，一些廣泛的數量測量數量未保守。在熱力學過程中，將一定數量的能量從周圍環境轉移到系統中，分別增加或減少系統中的相應熵數量環境。同樣，系統中電動極化量的變化不一定與周圍環境中電動極化的相應變化相匹配。

在熱力學系統中，大量的轉移與各自的特定密集量的變化有關。例如，體積傳輸與壓力變化有關。熵變化與溫度變化有關。電動極化量的變化與電場變化有關。轉移的大量數量及其相關的密集量具有乘積以產生能量尺寸的尺寸。這些特定對的兩個成員是相互共軛的。共軛對的一個但不是兩者都可以作為熱力學系統的獨立狀態變量。共軛設置與Legendre轉換相關聯。

複合特性

同一對像或系統的兩個廣泛屬性的比率是密集型屬性。例如，對象的質量和體積的比率是兩個廣泛的特性，是密度，這是一個密集的屬性。

更一般的屬性可以合併以提供新的屬性，該屬性可以稱為衍生或複合屬性。例如，可以將基本數量質量和體積組合在一起以給出派生的數量密度。這些複合特性有時也可以分類為密集或廣泛。假設複合特性 $\text{[math]}$ 是一組密集屬性的函數 $\text{[math]}$ 和一組廣泛的屬性 $\text{[math]}$ ，可以顯示為 $\text{[math]}$ 。如果系統的大小通過一定的縮放因素更改，則 $\text{[math]}$ ，由於密集的屬性與系統的大小無關，因此只有廣泛的屬性會改變。那麼，縮放系統可以表示為 $\text{[math]}$ 。

密集屬性與系統的大小無關，因此，如果對於縮放因子的所有值，則屬性f是一個密集的屬性， $\text{[math]}$ ，，，，

F(\{a_{i}\},\{\lambda A_{j}\})=F(\{a_{i}\},\{A_{j}\}).\,

（這相當於說密集的綜合特性是程度0的均勻函數 $\text{[math]}$ ）

例如，例如，兩個廣泛的特性的比率是一個密集的屬性。為了說明，考慮一個具有一定質量的系統， $\text{[math]}$ 和音量， $\text{[math]}$ 。密度， $\text{[math]}$ 等於質量（廣泛）除以體積（廣泛）： $\text{[math]}$ 。如果系統按因子縮放 $\text{[math]}$ ，然後質量和體積變為 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，密度變成 $\text{[math]}$ ;他們倆 $\text{[math]}$ s取消，因此可以用數學寫作 $\text{[math]}$ ，類似於方程 $\text{[math]}$ 多於。

屬性 $\text{[math]}$ 如果全部是廣泛的財產 $\text{[math]}$ ，，，，

F(\{a_{i}\},\{\lambda A_{j}\})=\lambda F(\{a_{i}\},\{A_{j}\}).\,

（這相當於說廣泛的綜合特性是1度相對於1度的均勻函數 $\text{[math]}$ 。

F(\{a_{i}\},\{A_{j}\})=\sum _{j}A_{j}\left({\frac {\partial F}{\partial A_{j}}}\right),

除了所有參數以所有參數的恆定而進行的，除了 $\text{[math]}$ 。該最後一個方程可用於得出熱力學關係。

特定屬性

特定的財產是通過將系統的廣泛財產換成質量來獲得的密集財產。例如，熱容量是系統的廣泛特性。劃分熱容量， $\text{[math]}$ ，通過系統的質量給出了特定的熱容量， $\text{[math]}$ ，這是一個密集的財產。當廣泛的屬性由上案字母表示時，相應密集屬性的符號通常由下案字母表示。下表中給出了常見的例子。

從廣泛特性得出的特定特性
廣泛的財產	象徵	SI單位	密集（具體）財產	象徵	SI單位	密集（摩爾）財產	象徵	SI單位
體積	V	M ³或L	具體卷*	v	m ³ / kg或l / kg	摩爾體積	V _m	m ³ / mol或l / mol
內能	U	J	特定的內部能量	u	J/kg	摩爾內能	U _m	J/mol
焓	H	J	具體的焓	h	J/kg	摩爾焓	H _m	J/mol
吉布斯自由能	G	J	特定的吉布斯自由能	g	J/kg	化學潛力	g _m或µ	J/mol
熵	S	J/ K。	特定的熵	s	J/（kg·K）	摩爾熵	S _m	j/（mol·k）
熱容量在恆定體積	_簡歷	J/K。	比熱容量在恆定體積	_簡歷	J/（kg·K）	摩爾熱容量在恆定體積	C _{V ，M}	j/（mol·k）
熱容量在恆壓下	c _p	J/K。	比熱容量在恆壓下	c _p	J/（kg·K）	摩爾熱容量在恆壓下	C _{P ，M}	j/（mol·k）

*特定體積是密度的倒數。

摩爾特性

如果可以確定摩爾中的物質量，則這些熱力學特性中的每一個都可以以摩爾表示，並且它們的名稱可以與形容詞摩爾合格，產生諸如摩爾體積，摩爾內部能量，摩爾觸點，摩爾峰，摩爾孔，摩爾孔，摩爾孔，摩爾孔，和摩爾熵。摩爾數量的符號可以通過向相應的廣泛屬性添加下標“ M”來指示。例如，摩爾焓為 $\text{[math]}$ 。摩爾吉布斯自由能通常稱為化學勢，象徵 $\text{[math]}$ ，特別是在討論部分摩爾吉布斯自由能 $\text{[math]}$ 對於組件 $\text{[math]}$ 在混合物中。

對於物質或反應的表徵，表通常報告稱為標準狀態的摩爾特性。在這種情況下，附加的上標 $\text{[math]}$ 被添加到符號中。例子：

$\text{[math]}$ = 22.41 l /mol是在標準條件下的溫度和壓力條件下理想氣體的摩爾體積。
$C_{P,\mathrm {m} }^{\circ }$ 是在恆壓下物質的標準摩爾熱容量。
$\mathrm {\Delta } _{\mathrm {r} }H_{\mathrm {m} }^{\circ }$ 是反應的標準焓變（帶有亞案例：形成焓，燃燒焓...）。
$\text{[math]}$ 是一對氧化還原夫婦的標準還原電位，即Gibbs Energy超過電荷，該電荷以Volt = J/c進行測量。

限制

在科學過程中，已經解決了物理特性分為廣泛而密集的種類的一般有效性。 Redlich指出，儘管最方便地定義了物理特性，尤其是熱力學特性是密集型或廣泛的，但這兩個類別並不包含全包，並且一些定義明確的概念，例如音量的正方形- 既不符合定義。

標准定義不提供簡單答案的其他系統是組合時子系統相互作用的系統。雷德里奇（Redlich）指出，某些屬性的分配是密集或廣泛的取決於子系統的安排方式。例如，如果兩個平行連接兩個相同的電流電池，則係統的電壓等於每個電池的電壓，而傳輸的電荷（或電流）則廣泛。但是，如果相同的電池串聯連接，則電荷將變得密集並且電壓廣泛。 IUPAC定義不考慮此類案例。

一些密集的屬性不適用很小的尺寸。例如，粘度是宏觀數量，與極小的系統無關。同樣，如量子點所示，在很小的規模上，顏色並不獨立於大小，其顏色取決於“點”的大小。