ЭНЕРГИЯ

ЭНЕРГИЯ — (1) универсальная (общая) количественная мера форм движения, состояния и взаимодействия всех видов материи (см.), связывающая воедино все явления природы, которые отражены в фундаментальном законе сохранения энергии (см.). В соответствии с различными формами движения говорят о различных видах Э.: механической, внутренней, хим., гравитационной, электромагнитной, ядерной и др. Это деление до известной степени условно; напр. хим. Э. складывается из нескольких видов Э., определяемых взаимодействием частиц, входящих в молекулу электронов, ядер, атомов, ионов, молекулярных ионов и др. (см. теплота (1)). В классической физике (ньютоновской) Э. может меняться непрерывно. В микромире она изменяется дискретными порциями — квантами (см.). В СИ энергия выражается в тех же единицах, что и работа (см.) — в джоулях (см.); в атомной и ядерной физике и космомикрофизике применяется внесистемная единица энергии — электронвольт (см.); (2) Э. активации: а) наименьшая Э., которой должны обладать частицы (молекулы) реагирующих веществ, для того чтобы могла произойти хим. реакция. Э. активации — одна из основных величин, определяющих скорость хим. реакций при данной температуре. Чем выше температура, тем большая часть молекул приобретает эту энергию и, следовательно, способность к хим. взаимодействию, б) средняя избыточная Э., которой должны обладать реагирующие частицы, чтобы преодолеть потенциальный барьер, разделяющий исходное и конечное состояния системы; (3) Э. атомная — то же, что энергия ядерная (см. (20)); (4) Э. атомного атмосферного взрыва — энергия атомного взрыва (см.) в атмосфере распределяется следующим образом: ударная волна — 50%, световое излучение — 30%, проникающая радиация — 5%, радиоактивные осадки — 15%; (5) Э. внутренняя Э.тела (системы), зависящая только от термодинамического (внутреннего) состояния; равна сумме кинетической Э. хаотического движения частиц и микрочастиц (молекул, атомов, ионов и т.д.), Э. их взаимодействия, Э. взаимодействия электронов с атомными ядрами, нуклонов внутри атомного ядра, и кварков (см.) внутри адронов (см.) в кварко-глюонном поле и др. Э. внутренняя может изменяться за счёт тепловых, хим. и ядерных процессов, поглощения или излучения электромагнитных волн, а также за счёт совершения работы. Измерению поддаётся только изменение внутренней энергии исходного и конечного состояний системы; (6) Э. излучения — Э., переносимая микрочастицами (адронами и фундаментальными частицами (см.), в т. ч. электромагнитными волнами) в широком диапазоне частот; (7) Э. ионизации Э., равная работе, затрачиваемой на удаление одного внешнего электрона из атома, находящегося в нейтральном (основном) энергетическом состоянии; (8) Э. кинетическая — мера механического движения тела. Э. кинетическая материальной точки (тела) равна половине произведени я массы ш этой точки на квадрат её скорости v:

(9) Э. магнитного поля энергия, ко торой обладает магнитное поле (см. (4)), распределённое в пространстве, в котором оно локализовано. Э. магнитного поля катушки индуктивности равна половине произведения её индуктивности L на квадрат силы тока I в ней:

(10) Э. механическая (полная) — энергия механического движения и взаимодействия тел. Она равна сумме энергии кинетической (см.) и энергии потенциальной (см.). Эта сумма остаётся всегда постоянной и выражается законом сохранения энергии (см.); (11) Э. покоя частицы (тела) — собственная энергия частицы (тела) в системе отсчёта, в которой она покоится, равная произведению массы частицы на квадрат скорости света в вакууме. Возрастание массы тела с увеличением скорости приводит к тому, что ни одно тело с массой покоя, не равной нулю, не может достигнуть скорости, равной скорости света в вакууме, млн. превысить эту скорость. Любое тело, имеющее массу покоя /м , обладает энергией Е₀, определяемой уравнением Е₀ = m₀с². Эта энергия может переходить в др. виды энергии при превращениях микрочастиц (в распадах, ядерных реакциях синтеза и др.). Полная энергия складывается из энергии покоя и кинетической энергии; (12) Э. потенциальная — часть энергии механической (см.), зависящая от взаимного расположения частиц системы (или электрических зарядов и др.) в пространстве и обусловленная наличием физ. поля (см. (13)). При изменении положения взаимодействующих тел, напр. в гравитационном поле, потенциальная энергия переходит в кинетическую либо возникает за её счёт; (13) Э. световая — физ. величина, равная произведению светового потока (см. (7)) на время его действия. Единица световой энергии в СИ — люмен-секунда (лм-с); (14) Э. связи — разность между энергией совокупности частиц, находящихся в свободном состоянии, и энергией связанной системы тех же частиц. Напр. Э. связи атомного ядра — это минимальная энергия, которую необходимо затратить для разделения системы на составляющие её части, напр. атомного ядра на составляющие его нуклоны (протоны, нейтроны), а также электроны и т. д., млн. при разделении адронов-нуклонов и мезонов на кварки. Эта энергия расходуется на совершение работы против действия сил ядерных (см.) — притяжения между нуклонами (или сил кваркоглюонного взаимодействия в квантовой хромодинамике); (15) Э. тепловая — один из видов энергии (подобно механической, электрической, хим. и др.) (см. теплота (1)); (16) Э. электрического поля — энергия, которой обладает электрическое поле (см. (14, а)), распределённое в пространстве, занимаемом этим полем. Напр. Э. электрического поля заряженного конденсатора между его обкладками, эта энергия равна половине произведения электроёмкости С конденсатора на квадрат напряжения U на его обкладках: