تعريف الطاقة الحرة في العلوم

تحتوي عبارة "الطاقة الحرة" على تعريفات متعددة في العلوم:

في الفيزياء والكيمياء الفيزيائية ، تشير الطاقة الحرة إلى كمية الطاقة الداخلية لنظام الديناميكا الحرارية المتاحة لأداء العمل. هناك أشكال مختلفة للطاقة الحرارية الديناميكية:

جيبس الطاقة الحرة هل الطاقة يمكن تحويلها إلى عمل في نظام عند درجة حرارة وضغط ثابتين.

معادلة طاقة جيبس ​​الحرة هي:

G = H - TS

حيث G هي الطاقة الحرة جيبس ​​، H هو المحتوى الحراري ، T هي درجة الحرارة ، و S هو الكون.

Helmholtz الطاقة الحرة هي الطاقة التي يمكن تحويلها إلى عمل في درجة حرارة وحجم ثابتين.

معادلة الطاقة الحرة هيلمهولتز هي:

A = U - TS

حيث A هي الطاقة الحرة Helmholtz ، U هي الطاقة الداخلية للنظام ، T هي درجة الحرارة المطلقة (كلفن) و S هو إنتروبيا النظام.

الطاقة المجانية لانداو يصف طاقة نظام مفتوح يمكن فيه تبادل الجسيمات والطاقة مع المناطق المحيطة.

معادلة الطاقة المجانية لانداو هي:

Ω = A - μN = U - TS - μN

حيث N هو عدد الجسيمات و μ إمكانات كيميائية.

في نظرية المعلومات ، الطاقة الحرة المتغيرة هي بنية تستخدم في الأساليب البايزية المتنوعة. تُستخدم هذه الأساليب لتقريب التكاملات المستعصية للإحصاءات وتعلم الآلة.

في علوم البيئة والاقتصاد ، تُستخدم عبارة "الطاقة المجانية" أحيانًا للإشارة إلى الموارد المتجددة أو أي طاقة لا تتطلب دفع نقدي.

قد تشير الطاقة الحرة أيضًا إلى الطاقة التي تشغل آلة الحركة الدائمة الافتراضية. ينتهك هذا الجهاز قوانين الديناميكا الحرارية ، لذلك يشير هذا التعريف حاليًا إلى علم زائف بدلاً من العلم الصعب.

• Baierlein ، رالف.الفيزياء الحرارية. مطبعة جامعة كامبريدج ، 2003 ، كامبريدج ، المملكة المتحدة
• مندوزا ، إي. كلابيرون ، إي. كارنوت ، ر. تأملات في القوة المحركة للنار - وأوراق أخرى حول القانون الثاني للديناميكا الحرارية. منشورات دوفر ، 1988 ، مينيولا ، نيويورك.
• ستونر ، كلينتون. "الاستفسارات حول طبيعة الطاقة الحرة والانتروبيا فيما يتعلق بالديناميكا الحرارية الكيميائية الحيوية." غير قادر علي، المجلد. 2 ، لا. 3 سبتمبر 2000 ، ص. 106-141 ، دوى: 10.3390 / e2030106.