In der Physik und Chemie unterscheiden sich extensive und intensive Grössen durch ihre Abhängigkeit vom betrachteten System.
In der Membrantechnik sind extensive und intensive Grössen essenziell, um Prozesse wie Ultrafiltration, Mikrofiltration oder Umkehrosmose zu beschreiben und zu analysieren.
Extensive Grössen, wie Volumenstrom oder Gesamtenergie, sind von der Systemgrösse abhänig (skalierungsabhängig). Sie werden für die Bilanzierung von Stoff- und Energieströmen gebraucht. Sie sind unerlässlich für die Dimensionierung von Membransystemen und die Bestimmung des Gesamtdurchsatzes.
Intensive Grössen, wie Druck, Temperatur oder Konzentration, sind unabhängig von der Systemgrösse und erlauben eine charakteristische Bewertung der Trennleistung. Der → Transmembrandruck (TMP) als intensive Grösse ist beispielsweise entscheidend für die Filtrationsleistung und den Fluss durch die Membran. Ebenso sind Retention und Permeabilität intensive Grössen, die die Selektivität und Effizienz einer Membran quantifizieren.
Durch die Kombination beider Grössenkategorien lassen sich skalierbare Modelle entwickeln, die von Laboranlagen auf industrielle Anwendungen übertragbar sind. Zudem ermöglichen sie eine genaue Prozesskontrolle und Optimierung, indem sie den Einfluss externer Faktoren wie Temperatur oder Druck auf die Trennleistung analysierbar machen. Daher sind extensive und intensive Grössen unverzichtbare Werkzeuge für die Planung, Steuerung und Verbesserung von Membranprozessen.
Extensive Grössen sind abhängig von der Grösse des Systems. Ein doppelt so grosses System enthält auch die doppelte Masse. Extensive Grössen sind additiv.
Intensive Grössen sind unabhängig von der Grösse des Systems. Eine intensive Grösse behält bei einer Aufteilung eines homogenen Systems in Teilsysteme in allen Teilsystemen denselben Wert. Intensive Grössen sind nicht additiv.
Die Abhängigkeit einer Grösse von der Systemgrösse zeigt sich an zwei identischen, durch eine Wand getrennten Systemen: Entfernt man die Wand, bleiben intensive Grössen unverändert, während extensive Grössen ihren Wert ändern.
Oft können extensive Grössen durch Division in intensive Grössen umgewandelt werden. Beispiel: Die Dichte (intensiv) ist das Verhältnis von Masse (extensiv) zu Volumen (extensiv):
Umgekehrt ergibt das Produkt einer intensiven Grösse mit der extensiven Grösse, auf die sie bezogen ist, die entsprechende extensive Grösse:
ϱ [intensiv]⋅V [extensiv] = m [extensiv]
Eselsbrücke: Ex =Äusserlich, In = Innerlich