Энергия

(греч. energeia — действие, деятельность) [energy] — общая количеств, мера движ. и взаимод. всех видов материи. Э. в природе не возникает из ничего и не исчезает, но только переходит из одной формы в др. (см. Закон сохранения энергии). Понятие э. связ. все явл. природы. В соотв. с формами движ. материи рассматр. разные виды э.: механич., электромагн. и др. Э. системы однозначно зависит от параметров ее сост. В непрер. среде или поле вводится понятие плотн. э., т.е. э. в ед. объема, и плотн. потока э., равной произвел, плотн. э. на скор, перемещ.:

внутренняя энергия [intrinsic energy] — тер-модинамич. величина, хар-риз. кол-во всех видов внутр. движений, соверш. в системе. Измерить абс. в. э. тела невозможно. На практике измеряют лишь изменение в. э. системы, используя первое начало термодинамики: изменение в. э. системы Д£/= Q— W, где Q — теплота, поглощ. системой, W— работа, произвел, системой над окруж. средой. Величина д£/зависит только от нач. и конечн. сост. системы и не зависит от промежут. сост., поэтому изменение в. э. — ф-ция сост. термодина-мич. системы. Кол-в, оценить абс. в. э. тела можно лишь по отнош. к нек-рому, усл. выбр. стандарт, сост. Согл. молекул, теории вещ-ва в. э. тела складыв. из кинетич. и потенц. энергий молекул, эл-нов и ядер. В. э. идеальн. газа зав. лишь от его абс. темп-ры (не зав. от давл. и объема);

кинетическая энергия [kinetic energy] — э. механич. системы, завис, от скор. движ. ее точек. К. э. матер, точки измер. половиной произвел, массы т этой точки на квадрат ее скор, v;

потенциальная энергия [potential energy] — часть общей механич. э. системы, завис, от вза-им. располож. частиц, составл. эту систему, и от их полож. во внеш. силовом поле (напр., гравитац.). Числ. п. э. системы равна работе, к-рую могут произв. действ, на систему силы при перемещ. системы из данного положения в то, где п. э. условно принимается равной нулю;

энергия активации [activation energy] — разн. м-ду сред, энергией частиц (молекул, радикалов, ионов и др.), вступ. в элемент, акт химич. реакции, и сред, энергией всех частиц реагир. системы. Э. а. разных химич. реакций состав, от неск. ед. до ~10 Дж/моль.

энергия Гельмгольца, изохорный потенциал [Helmholtz free energy, thermodynamic potential] — термодинамич. величина, ф-ция сост. термодинамич. системы, убыль к-рой в изо-хорно-изотермич. процессе равна работе, про-извод. системой. Измен, величины э. Г. в таком процессе числ. равно разн. измен, внутр. энергии и связ. энергии, к-рую необх. затратить, чтобы при пост, объеме нагреть систему от О до темп-ры. Для практич. расчетов использ. ур-ние Гиб-бса-Гельмгольца, позв. рассчитать э. г. по изв. Величине энергии Гиббса (G): А = G - РУ. Реакция, для к-рой разность э. г. продуктов и исх. вещ-в < 0, протекает при пост, объеме в сторону образов, продуктов. По мере накопл. продуктов все большее знач. приоб. обратный процесс. В сост. хим. равновесия э. г. достигает мин. знач.: (ДЛ) УТ= const = min. Изменение э. Г. в ходе реакции при пост, объеме и темп-ре использ. для расчета конст. равновесия: Kv = exp [~M/(RT)], где R — универс. газ. пост. Назв. в честь нем. физика и математика Г. Л. Ф. Гельмгольце;

энергия Гиббса, изобарный потенциал [Gibbs energy, thermodynamic potential] — термодинамич. величина, явл. ф-цией сост. термодинамич. системы, убыль к-рой в изобарно-изо-термич. процессе равна работе, произв. системой. Измен, величины э. Г. в термодинамич. процессе можно выразить через измен, энтальпии и энтропии по ур-нию Гиббса-Гельм-гольца: ДС = ДЯ - 7Д5. Реакция, для к-рой разн. э. Г. продуктов и исх. вещ-в < 0, протекает в сторону образов, продуктов. По мере накопл. в системе конечных продуктов все большее знач. приобр. обратный процесс. Поэтому всякая хим. реакция достиг, сост., в к-ром эта разность становится равной нулю. Такое сост. назыв. сост. химич. равновесия. При этом суммарная э. Г. достиг, мин. значения: (Д(7)л Ттам = min. Измен, э. Г. в ходе реакции при пост. давл. и темп-ре используют для расчета константы равновесия: К = ехр [—ДС/ /(RT), где R — универс. газ. пост. Назв. в честь амер. физика Д. У. Гиббса;

энергия кристаллической решетки [lattice energy] — э., равная работе, к-рую необх. затратить, чтобы разделить и отделить на бес-кон, расст. частицы, образующие кристаллич. решетку. Э. к. р. в значит, степ, опред. прочн. связи м-ду частицами в кристалле, а тж. его физ.-механич. св-ва, как темп-pa плавл., прочн., тверд. Э. к. р. сост. от 10 кДж/моль до 4 МДж/моль и м.б. косв. определена поданным калориметрич. измер. и др. методами;

энергия связи [binding energy; bonding energy] — э. связ. системы к.-л. частиц (напр., атома), равная работе, к-рую необх. затратить, чтобы разложить эту систему на бесконечно удал, и не взаимодейст. м-ду собой составл. ее частицы; < 0, т.к. при образов, связ. сост. э. выдел.; ее абс. величина хар-риз. прочн. связи (напр., устойчивость ядер);

энергия химической связи [bonding energy] — э., равная работе, к-рую необх. затратить, чтобы разделить молекулу на две части (атомы, группы атомов), удал, на бескон. большое расст. Э. х. с. — частный случай э. связи, обычно ее выражают в кДж/моль. Э. х. с. м.б. косв. опред. поданным калориметрич. измер., а тж. с помощью масс-спектроскопии и спектр, анализа;

энергия Ферми [Fermi energy] — Ферми-уровень — знач. э., ниже к-рой все энергетич. сост. частиц вырожденного газа при Т = О К заняты, а выше — свободны; опред. верх, границу скор, частиц при О К. Назв. в честь итал. физика Э. Ферми.