БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ЭН)

  Г. Я. Мякишев.

«Энергия»

«Эне'ргия», издательство в системе Государственного комитета Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Основано в 1932 как Энергоиздат, затем преобразовано в Госэнергоиздат, с 1963 — «Э.». Находится в Москве, имеет отделение в Ленинграде. Выпускает научно-техническую, производственную, справочную и другую литературу по теплотехнике, гидротехнике и гидроэнергетике, электроэнергетике, электротехнике и др. По каждому тематическому направлению выпускаются серийные издания; издательство выпускает монографии, содержащие основные направления развития энергетики страны (например, «Энергетика СССР в 1971—1975 годах»). Фундаментальными, неоднократно переиздаваемыми изданиями являются многотомные справочники: «Электротехнический справочник», «Справочник по электроустановкам промышленных предприятий», «Теплотехнический справочник». Издательство выпускает журналы (среди них «Электричество», основан в 1880). В 1976 выпущено 347 названий книг и брошюр тиражом около 5,9 млн. экз., объемом свыше 98,2 млн. печатных листов-оттисков.

  С. П. Розанов.

Энергия активации

Эне'ргия актива'ции, разность между значениями средней энергии частиц (молекул, радикалов, ионов и др.), вступающих в элементарный акт химической реакции, и средней энергии всех частиц, находящихся в реагирующей системе. Для различных химических реакций Э. а. изменяется в широких пределах — от нескольких до ~ 10 дж./ моль. Для одной и той же химической реакции значение Э. а. зависит от вида функций распределения молекул по энергиям их поступательного движения и внутренним степеням свободы (электронным, колебательным, вращательным). Как статистическую величину Э. а. следует отличать от пороговой энергии, или энергетического барьера, — минимальной энергии, которой должна обладать одна пара сталкивающихся частиц для протекания данной элементарной реакции.

  В рамках представлений теории абсолютных скоростей реакций Э. а. — разность между значениями средней энергии активированных комплексов и средней энергии исходных молекул.

  Представления об Э. а. возникли в 70—80-х гг. 19 в. в результате работ Я. Вант-Гоффа и С. Аррениуса , посвященных изучению влияния температуры на скорость химической реакции. Константа скорости реакции k связана с Э. а. (Е ) уравнение м Аррениуса:

  k = ko e-E/RT

  где R — газовая постоянная , Т — абсолютная температура в К, k o — постоянная, называемая предэкспоненциальным множителем константы скорости. Это уравнение, основанное на молекулярно-кинетической теории, позже было получено в статистической физике с учетом ряда упрощающих предположений, одно из которых — независимость Э. а. от температуры. Для практики и для теоретических расчетов в сравнительно узких температурных интервалах это предположение справедливо.

  Э. а. можно найти по экспериментальным данным несколькими способами. Согласно одному из них, исследуют кинетику реакции при нескольких температурах (о методах см. в ст. Скорость химической реакции ) и строят график в координатах In k — 1/T ; тангенс угла наклона прямой на этом графике, в соответствии с уравнением Аррениуса, равен Е. Для одностадийных обратимых реакций (см. Обратимые и необратимые реакции ) Э. а. реакции в одном из направлений (прямом или обратном) можно вычислить, если известна Э. а. реакции в другом и температурная зависимость константы равновесия (из термодинамических данных). Для более точных расчетов следует учитывать зависимость Э. а. от температуры.

  Э. а. сложных реакций представляет собой комбинацию Э. а. элементарных стадий. Иногда, помимо истинной Э. а., определяемой по уравнению Аррениуса, используют понятие «кажущейся» Э. а. Например, если константы скоростей гетерогенно-каталитических реакций определяют по изменению объемных концентраций исходных веществ и продуктов, то кажущаяся Э. а. отличается от истинной на величину тепловых эффектов, сопровождающих процессы адсорбции и десорбции реагирующих веществ на поверхности катализатора. В неравновесных системах, например плазмохимических (см. Плазмохимия ), определение Э. а. является очень сложной задачей. В некоторых случаях, однако, возможно формальное применение уравнения Аррениуса.

  Э. а. — важнейшее понятие кинетики химической ; ее значения включают в специальные справочники и используют в химической технологии для расчета скоростей реакций в различных условиях.

  Лит. см. при ст. Кинетика химическая .

  Ю. А. Колбановский.

Энергия кристаллической решётки

Эне'ргия кристалли'ческой решётки, равна работе, которую необходимо затратить, чтобы разделить и отделить друг от друга на бесконечное расстояние частицы, образующие кристаллическую решетку . Э. к. р. является частным случаем энергии связи. Она зависит от типа частиц (молекул, атомов, ионов), из которых построена решетка кристалла, и характера взаимодействия между ними (см. Твердое тело ). Э. к. р. имеет величину от 10 кдж/моль до 4000 кдж/моль и может быть косвенно определена по данным калориметрических измерений (см. Термохимия ) и другими методами. Величина Э. к. р. зависит также от начальной энергии частиц, образующих кристаллическую решетку; об этом факте иногда говорят как о зависимости Э. к. р. от температуры. Обычно Э. к. р. рассматривают для случаев, когда вещество находится в стандартном состоянии или при 0 К. Она в значительной степени определяет прочность связи между частицами в кристалле, а также такие его физические свойства, как прочность, твердость, температура плавления.

  Лит.: Бокий Г. Б., Кристаллохимия, 3 изд., М., 1971.

Энергия прорастания семян

Эне'ргия прораста'ния семя'н, способность семян с.-х. культур к быстрому дружному прорастанию. Определяется одновременно со всхожестью (см. Семенной контроль ) числом проросших семян (в % ) в течение определенного для каждой культуры срока, например для полевых растений 3—5 сут.

Энергия связи

Эне'ргия свя'зи, энергия связанной системы каких-либо частиц (например, атома), равная работе, которую необходимо затратить, чтобы разложить эту систему на бесконечно удаленные друг от друга и не взаимодействующие между собой составляющие ее частицы. Является отрицательной величиной, т. к. при образовании связанного состояния энергия выделяется; ее абсолютная величина характеризует прочность связи (например, устойчивость ядер). Согласно соотношению Эйнштейна, Э. с. эквивалентна дефекту масс Dm : DЕ = Dmc2 (с — скорость света в вакууме). Значение Э. с. определяется типом взаимодействия частиц в данной системе. Так, Э. с. ядра обусловлена сильными взаимодействиями нуклонов в ядре (у наиболее устойчивых ядер промежуточных атомов она ~8•106 эв на 1 нуклон — удельная Э. с.). Она может выделяться при слиянии легких ядер в более тяжелые (см. Термоядерные реакции ), а также при делении тяжелых ядер, что объясняется уменьшением удельной Э. с. (см. Ядерные реакции ) с ростом атомного номера.

  Э. с. электронов в атоме или молекуле определяется электромагнитными взаимодействиями и пропорциональна для каждого электрона ионизационному потенциалу , для электрона атома и в нормальном состоянии она равна 13,6 эв. Этими же взаимодействиями обусловлена

  Э. с. атомов в молекуле и кристалле (см. Химическая связь ). Э. с. при гравитационном взаимодействии обычно мала, но для некоторых космических объектов ее величина может быть значительной (см., например, «Черная дыра» ).

Энергия химической связи

Эне'ргия хими'ческой свя'зи, равна работе, которую необходимо затратить, чтобы разделить молекулу на две части (атомы, группы атомов) и удалить их друг от друга на бесконечное расстояние. Например, если рассматривается Э. х. с. H3 C—H в молекуле метана, то такими частицами являются метильная группа CH3 и атом водорода Н, если рассматривается Э. х. с. Н—Н в молекуле водорода, такими частицами являются атомы водорода. Э. х. с. — частный случай энергии связи , обычно ее выражают в кдж/моль (ккал/моль ); в зависимости от частиц, образующих химическую связь , характера взаимодействия между ними (ковалентная связь , водородная связь и другие виды химической связи), кратности связи (например, двойные, тройные связи) Э. х. с. имеет величину от 8—10 до 1000 кдж/моль. Для молекулы, содержащей две (или более) одинаковых связей, различают Э. х. с. каждой связи (энергию разрыва связи) и среднюю энергию связи, равную усредненной величине энергии разрыва этих связей. Так, энергия разрыва связи HO—H в молекуле воды, т. е. тепловой эффект реакции H2 O = HO + H равен 495 кдж/моль, энергия разрыва связи Н—О в гидроксильной группе — 435 кдж/моль, средняя же Э. х. с. равна 465 кдж/моль. Различие между величинами энергий разрыва и средней Э. х. с. обусловлено тем, что при частичной диссоциации молекулы (разрыве одной связи) изменяется электронная конфигурация и взаимное расположение оставшихся в молекуле атомов, в результате чего изменяется их энергия взаимодействия. Величина Э. х. с. зависит от начальной энергии молекулы, об этом факте иногда говорят как о зависимости Э. х. с. от температуры. Обычно Э. х. с. рассматривают для случаев, когда молекулы находятся в стандартном состоянии или при 0 К. Именно эти значения Э. х. с. приводятся обычно в справочниках. Э. х. с. — важная характеристика, определяющая реакционную способность вещества и использующаяся при термодинамических и кинетических расчетах реакций химических . Э. х. с. может быть косвенно определена по данным калориметрических измерений (см. Термохимия ), расчетным способом (см. Квантовая химия ), а также с помощью масс-спектроскопии и спектрального анализа .