Большая Советская Энциклопедия (ЭН)

Большая Советская Энциклопедия

Г. И. Бакланов.

Энергетической системы устойчивость

Энергети'ческой систе'мы усто'йчивость, способность энергетической системы (ЭС) восстанавливать свое исходное (или практически близкое к нему) состояние (режим) после какого-либо возмущения (нарушения), проявляющегося в отклонении значений параметров ЭС от исходных (начальных). Различают статическую и динамическую устойчивость — способность восстанавливать исходный режим соответственно при малых и при сильных его изменениях. Э. с. у. — осязательное условие ее надежного функционирования (надежности). В установившемся режиме энергия, поступающая в систему извне, расходуется на нагрузку W_H и идет на покрытие потерь DW . Появление в системе какого-либо возмущения вызывает отклонение параметров (П) режима. При возмущении в ЭС, проявляющемся в изменении

только одного параметра (при условии, что именно этот параметр — определяющий и это изменение мало), отклонение параметров можно рассматривать на линейных участках характеристик ЭС. Если после нарушения режима расход энергии W_H + DW = j(П) будет более интенсивным, чем может возместить внешний источник DW_r = f (П), то в системе должен восстановиться прежний или близкий к нему режим. Такая система называется устойчивой. Условие сохранения устойчивости, или критерий устойчивости К определяется неравенством DW/DП > DW_r /DП, или d (W_r — W )_/dП < 0, где W_r — W — т. н. избыточная энергия. При рассмотрении определенной системы избыточная энергия должна определяться с учетом всех влияющих процессов, поэтому критерием устойчивости для конкретных систем можно пользоваться лишь в частных случаях с некоторыми упрощающими допущениями. При этом критерий К определяет лишь наличие или отсутствие устойчивости, но не дает непосредственной характеристики процессов, протекающих в ЭС. Поэтому для оценки Э. с. у. пользуются специальными методами и приемами. См. также Устойчивость электрической системы .

В. А. Веников.

Энергии сохранения закон

Эне'ргии сохране'ния зако'н, один из наиболее фундаментальных законов, согласно которому важнейшая физическая величина — энергия сохраняется в изолированной системе. Этому закону подчиняются все без исключения известные процессы в природе. В изолированной системе энергия может только превращаться из одной формы в другую, но ее количество остается постоянным. Если система не изолирована, то ее энергия может измениться либо при одновременном изменении энергии окружающих систему тел на такую же величину, либо за счет изменения энергии взаимодействия системы с окружающими телами. При переходе системы из одного состояния в другое изменение энергии не зависит от того, каким способом (в результате каких взаимодействий) осуществляется переход. Причина этого заключается в том, что энергия — однозначная функция состояния системы. Изменение энергии в системе происходит при совершении работы и при передаче системе некоторого количества теплоты.

Сохранение энергии связано с однородностью времени, т. е. с тем фактом, что все моменты времени эквивалентны и физические законы не меняются со временем (см. Симметрия в физике). Закон сохранения механической энергии установлен Г. В. Лейбницем (1686), а Э. с. з. для немеханических явлений — Ю. Р. Майером (1845), Дж. П. Джоулем (1843—50) и Г. Л. Гельмгольцем (1847). В термодинамике Э. с. з. носит название первого начала термодинамики .

До создания А. Эйнштейном специальной теории относительности (1905) законы сохранения массы и энергии существовали как два независимых закона. В теории относительности они были слиты воедино в Э. с. з. См. также Сохранения законы .

Лит.: Энгельс Ф., Диалектика природы, Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 20; Ленин В. И., Материализм и эмпириокритицизм. Полн. собр. соч., 5 изд., т. 18; Майер Р., Закон сохранения и превращения энергии. Четыре исследования. 1841—1851, М. — Л., 1933; Гельмгольц Г., О сохранении силы, пер. с нем., 2 изд., М. — Л., 1934; Планк М., Принцип сохранения энергии, пер. с нем., М. — Л., 1938; Лауэ М., История физики, пер. с нем., М., 1956; Вигнер Е., Этюды о симметрии, пер. с англ., М., 1971.

Г. Я. Мякишев.

Энергия

Эне'ргия (от греч. en'ergeia — действие, деятельность), общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Э. в природе не возникает из ничего и не исчезает; она только может переходить из одной формы в другую (см. Энергии сохранения закон ). Понятие Э. связывает воедино все явления природы.

В соответствии с различными

формами движения материи рассматривают различные формы Э.: механическую, электромагнитную, ядерную и др. Это подразделение до известной степени условно. Так, химическая Э. складывается из кинетической энергии движения электронов и электрической энергии взаимодействия электронов друг с другом и с атомными ядрами. Внутренняя Э. равна сумме кинетической Э. хаотического движения молекул относительно центра масс тел и потенциальных Э. взаимодействия молекул друг с другом. Э. системы однозначно зависит от параметров, характеризующих состояние системы. В случае непрерывной среды или поля вводятся понятия плотности Э., т. е. Э. в единице объема, и плотности потока Э., равной произведению плотности Э. на скорость ее перемещения.

В относительности теории показывается, что Э. Е тела неразрывно связана с его массой т соотношением Е = тс² , где с — скорость света в вакууме. Любое тело обладает Э.; если т_о — масса покоящегося тела, то его Э. покоя E_o = т_о с² , эта энергия может переходить в другие виды Э. при превращениях частиц (распадах, ядерных реакциях и т. д.).

Согласно классической физике, Э. любой системы меняется непрерывно и может принимать любые значения. Согласно квантовой теории, Э. микрочастиц, движение которых происходит в ограниченной области пространства (например, электронов в атомах), принимает дискретный ряд значений. Атомы излучают электромагнитную Э. в виде дискретных порций — световых квантов, или фотонов (см. Квантовая механика ).

Э. измеряется в тех же единицах, что и работа : в системе СГС — в эргах , в Международной системе единиц (СИ) — в джоулях ; в атомной и ядерной физике и в физике элементарных частиц обычно применяется внесистемная единица — электронвольт .

Лит. см. при ст. Энергии сохранения закон .

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: