Vrije energiedefinitie in de wetenschap

De uitdrukking "vrije energie" heeft meerdere definities in de wetenschap:

Thermodynamische vrije energie

In de natuurkunde en fysische chemie verwijst vrije energie naar de hoeveelheid interne energie van een thermodynamisch systeem dat beschikbaar is om werk uit te voeren. Er zijn verschillende vormen van thermodynamische vrije energie:

Gibbs gratis energie is de energie die kan worden omgezet in werk in een systeem dat op constante temperatuur en druk is.

De vergelijking voor Gibbs vrije energie is:

G = H - TS

waar G Gibbs vrije energie is, H enthalpie is, T temperatuur is en S entropie is.

Helmholtz vrije energie is energie die kan worden omgezet in werk bij constante temperatuur en volume.

De vergelijking voor Helmholtz vrije energie is:

A = U - TS

waar A de Helmholtz vrije energie is, U de interne energie van het systeem is, T de absolute temperatuur (Kelvin) is en S de entropie van het systeem is.

Landau vrije energie beschrijft energie van een open systeem waarin deeltjes en energie kunnen worden uitgewisseld met de omgeving.

De vergelijking voor Landau-vrije energie is:

Ω = A - μN = U - TS - μN

waarbij N het aantal deeltjes is en μ chemisch potentieel.

Variatievrije energie

In de informatietheorie is variatievrije energie een construct dat wordt gebruikt in variabel Bayesiaanse methoden. Dergelijke methoden worden gebruikt om onhandelbare integralen voor statistieken en machine learning te benaderen.

Andere definities

In de milieuwetenschappen en -economie wordt de uitdrukking "vrije energie" soms gebruikt om te verwijzen naar hernieuwbare bronnen of energie die geen geldelijke betaling vereist.

Vrije energie kan ook verwijzen naar de energie die een hypothetische eeuwigdurende bewegingsmachine aandrijft. Een dergelijk apparaat schendt de wetten van de thermodynamica, dus deze definitie verwijst momenteel naar een pseudowetenschap in plaats van harde wetenschap.

bronnen

• Baierlein, Ralph.Thermische fysica. Cambridge University Press, 2003, Cambridge, U.K.
• Mendoza, E .; Clapeyron, E .; Carnot, R., eds. Reflecties op de drijfkracht van vuur - en andere artikelen over de tweede wet van de thermodynamica. Dover Publications, 1988, Mineola, N.Y.
• Stoner, Clinton. "Onderzoek naar de aard van vrije energie en entropie met betrekking tot biochemische thermodynamica." Entropie, vol. 2, nee. 3, september 2000, pp. 106-141., Doi: 10.3390 / e2030106.