Gratis energidefinition i vetenskap

Frasen "fri energi" har flera definitioner i vetenskapen:

I fysik och fysisk kemi avser fri energi mängden intern energi i ett termodynamiskt system som är tillgängligt för att utföra arbete. Det finns olika former av termodynamisk fri energi:

Gibbs fri energi är energi som kan omvandlas till arbete i ett system med konstant temperatur och tryck.

Ekvationen för Gibbs fri energi är:

G = H - TS

där G är Gibbs fri energi, H är entalpi, T är temperatur och S är entropi.

Helmholtz fri energi är energi som kan omvandlas till arbete vid konstant temperatur och volym.

Ekvationen för Helmholtz fri energi är:

A = U - TS

där A är Helmholtz fri energi, U är systemets inre energi, T är den absoluta temperaturen (Kelvin) och S är systemets entropi.

Landau fri energi beskriver energi från ett öppet system där partiklar och energi kan bytas ut med omgivningen.

Ekvationen för Landau fri energi är:

Ω = A - μN = U - TS - μN

där N är antalet partiklar och μ är kemisk potential.

I informationsteori är variationsfri energi en konstruktion som används i Bayesianska metoder. Sådana metoder används för att uppskatta intractable integraler för statistik och maskininlärning.

I miljövetenskap och ekonomi används ibland frasen "fri energi" för att hänvisa till förnybara resurser eller någon energi som inte kräver monetära betalningar.

Fri energi kan också hänvisa till energin som driver en hypotetisk evighetsmaskin. En sådan anordning bryter mot termodynamikens lagar, så denna definition avser för närvarande en pseudovetenskap snarare än hård vetenskap.

• Baierlein, Ralph.Termisk fysik. Cambridge University Press, 2003, Cambridge, U.K.
• Mendoza, E.; Clapeyron, E.; Carnot, R., eds. Reflektioner över eldkraftens drivkraft - och andra artiklar om termodynamikens andra lag. Dover Publications, 1988, Mineola, N.Y.
• Stoner, Clinton. "Undersökningar om naturen av fri energi och entropi med avseende på biokemisk termodynamik." Entropi, vol. 2, nej. 3, sept. 2000, sid. 106–141., Doi: 10.3390 / e2030106.