Энергия связи: различия между версиями

[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
отклонены последние 95 изменений
Нет описания правки
Метка: отмена
Строка 1:
'''Эне́ргия свя́зи''' (для данного состояния системы) — положительная разность между нулевой суммарной энергией, которую компоненты системы имели бысостояния, нев являяськотором системойсоставляющие (точасти есть будучисистемы бесконечно удалённымиудалены друг от друга и находящимисянаходятся в состоянии активного покоя), и отрицательной[[Полная суммарнойэнергия|полной энергией]] связанного состояния системы.:
 
: <math>\Delta E = \sum_{i=1}^N E_i - E,</math>
Группа бесконечно удалённых друг от друга покоящихся частиц обладает минимальной (то есть нулевой) актуальной энергией и максимальной (то есть нулевой) потенциальной энергией. При образовании связанного состояния частиц, актуальная энергия становится положительной, тогда как потенциальная энергия становится отрицательной. Положительная актуальная энергия частично выделяется вовне, так что образующееся связанное состояние частиц обретает отрицательную суммарную энергию<ref>Young, Hugh D.; Freedman, ‎Roger A. [https://www.google.com/search?newwindow=1&tbm=bks&q=%22has+a+net+negative+potential+energy%22 University Physics] Addison-Wesley, 2000, p. 736. «'''A crystal''' of table salt is made of ions of sodium (Na<sup>+</sup>) and chlorine (Cl<sup>−</sup>) and '''has a net negative potential energy.''' To dissolve salt in water, energy must be added to separate the ions.»</ref><ref>Swartz, Clifford E. [https://books.google.com/books?id=oK7vAAAAMAAJ&newbks=1&newbks_redir=0&printsec=frontcover&dq=%22bound%22+%22a+negative+total+energy%22 Phenomenal Physics] Wiley, 1981, p. 306. «In the solid phase, atoms are bound with a '''negative total energy'''. Their positive kinetic energy of oscillation is smaller than their negative potential energy of binding. The situation is analogous to that of our planet moving around the sun with positive kinetic energy, but bound in a negative gravitational potential energy well.»</ref>, или, что одно и то же, отрицательную суммарную массу<ref name=Mathews>[[:es:Albert P. Mathews|Mathews, Albert P.]] [https://books.google.com/books?id=8Wq4AAAAIAAJ&q=%22potential+energy+is+space%22 The Nature of Matter, Gravitation, and Light] W. Wood and Company, 1927, p. 106. «The quantity factor of '''potential energy''' is space or volume which however '''is equivalent to mass.'''»</ref><ref>[[Paul Davies|Davies, Paul]]. [https://books.google.com/books?id=9hxsTybfLWsC&pg=PA43 The Goldilocks Enigma: Why Our Universe Is Just Right for Life] Mariner Books, 2008, p. 43. «So the gravitational energy binding the Earth to the sun is ''negative'' (it requires work to sever the bond). If the gravitational field has negative energy, it must also have negative mass and must be ''subtracted'' from the positive mass-energy of the sun and planets.»</ref>.
 
где <math>\Delta E</math> — энергия связи компонентов в системе из {{math|''N''}} компонентов (частиц), <math>E_i</math> — полная энергия {{math|''i''}}-го компонента в несвязанном состоянии (бесконечно удалённой покоящейся частицы) и <math>E</math> — полная энергия связанной системы.
Отрицательная суммарная энергия связанных частиц есть чистая ''связующая энергия''. Она равна энергии связи по величине, но противоположна по знаку.
 
Для системы, состоящей из бесконечно удалённых покоящихся частиц энергию связи принято считать равной нулю, то есть при образовании связанного состояния энергия выделяется. Энергия связи равна минимальной работе, которую необходимо затратить, чтобы разложить систему на составляющие её частицы. Она характеризует стабильность системы: чем выше энергия связи, тем система стабильнее.
Энергия, или, что одно и то же, масса системы более отрицательна чем простая сумма отрицательных энергий или масс, которые её субсистемы имели будучи несвязанными в единую систему<ref>[http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/NucEne/nucbin.html Nuclear Binding Energy] ''HyperPhysics''. «Nuclei are made up of protons and neutrons, but <u>the mass of a nucleus is always less than the sum of the individual masses of the protons and neutrons which constitute it.</u> The difference is a measure of the nuclear binding energy which holds the nucleus together. This binding energy can be calculated from the Einstein relationship:<p>''Nuclear binding energy'' = Δ''mc''<sup>2</sup>»</ref>. Поэтому в [[Общая теория систем|теории систем]], связующую энергию системы называют [[Синергия|синергией]]<ref>Dillon, John Andrew. (Society for General Systems Research). [https://www.google.com/search?tbo=p&tbm=bks&q=%22This+variable+C+is+composed+of+an+informational+measure+I+describing+the+variety%22&num=10 Proceedings of the International Conference on Mental Images, Values, & Reality] Vol. 1, Intersystems Publications, 1986, p. D-7. «Depending on the initial condition of the system (initial alphabet and number of elements) the co-evolution of nested local and global hierarchies continues until the system reaches a maximum value of complexity. At least for nuclear systems a quantitative variable called „complexity“ can be defined, which increases in an irreversible manner during stellar evolution (Winiwarter, 1983). This variable ''C'' is composed of an informational measure ''I'' describing the variety of the computed formulas and an energetic measure ''R'' describing the relative '''binding energy or „synergy“''' permitting the coherence of the system.»</ref>.
 
Для [[Валентный электрон|валентных электронов]] (электронов внешних [[Электронная оболочка|электронных оболочек]]) нейтральных атомов в основном состоянии энергия связи совпадает с [[Энергия ионизации|энергией ионизации]], для отрицательных ионов — со [[Энергия сродства к электрону|сродством к электрону]].
 
[[Энергия разрыва химической связи|Энергии химической связи]] двухатомной молекулы соответствует энергия её термической [[Диссоциация (химия)|диссоциации]], которая составляет порядка сотен кДж/моль.
 
Удельная энергия связи, то есть изменение энергии системы при добавлении одной частицы, называется [[Химический потенциал|химическим потенциалом]]. Для системы, состоящей из нескольких видов частиц существует несколько химических потенциалов по числу видов частиц.
 
[[Файл:Atomkernbindungsenergie RK01-ru.svg|thumb|400px|Удельная энергия связи нуклонов атомного ядра на 1 нуклон как функция количества нуклонов в атомном ядре для всех известных изотопов согласно AME 2016<ref name="AMDC3_2017">
{{cite web
|url=https://www-nds.iaea.org/amdc/
|title=Mirror-homepage of the Atomic Mass Data Center, International Atomic Energy Agency, IAEA
|date=2018-03-12}}
</ref>]]
 
Энергия связи адронов [[Атомное ядро|атомного ядра]] определяется в основном сильным взаимодействием. Для большинства ядер она составляет ~8 МэВ на нуклон.
 
== Виды энергии связи ==
* [[Гравитационная энергия|Гравитационная энергия связи]]
* [[Энергия ионизации]]
* [[Энергия разрыва химической связи]]
* [[Ядерная энергия#Энергия связи|Ядерная энергия связи]]
 
== См. также ==
* [[Гравитационная энергия|Гравитационная энергия связи]]
* [[Дефект массы]]
* [[Химический потенциал]]
* [[Эквивалентность массы и энергии]]
* [[Ядерная энергия#Энергия связи]]
 
{{rq|sources|refless}}
 
== Примечания ==