Väljendil "vaba energia" on teaduses mitu määratlust:
Termodünaamiline vaba energia
Füüsikas ja füüsikalises keemias tähistab vaba energia termodünaamilise süsteemi sisemise energia kogust, mis on töö tegemiseks saadaval. Termodünaamilise vaba energia vorme on erinevaid:
Gibbs vaba energiat on energia mida võib muuta tööks süsteemis, mis on püsival temperatuuril ja rõhul.
Gibbsi vaba energia võrrand on järgmine:
G = H - TS
kus G on Gibbsi vaba energia, H on entalpia, T on temperatuur ja S on entroopia.
Helmholtzi vaba energia on energia, mida saab konstantsel temperatuuril ja ruumalal muuta tööks.
Helmholtzi vaba energia võrrand on järgmine:
A = U - TS
kus A on Helmholtzi vaba energia, U on süsteemi sisemine energia, T on absoluutne temperatuur (Kelvin) ja S on süsteemi entroopia.
Landau vaba energia kirjeldab avatud süsteemi energiat, milles osakesed ja energia võivad olla ümbritsevaga vahetatud.
Landau vaba energia võrrand on järgmine:
Ω = A - μN = U - TS - μN
kus N on osakeste arv ja μ on keemiline potentsiaal.
Variatiivne vaba energia
Infoteoorias on variatsiooniline vaba energia konstruktsioon, mida kasutatakse variatsioonvariandis Bayesia meetodites. Selliseid meetodeid kasutatakse statistika ja masinõppe jaoks keerukate integraalide lähendamiseks.
Muud mõisted
Keskkonnateaduses ja majanduses kasutatakse fraasi "tasuta energia" mõnikord taastuvate ressursside või mis tahes energia, mis ei nõua rahalist tasumist, tähistamiseks.
Vaba energia võib viidata ka energiale, mis juhib hüpoteetilist igavest liikumismasinat. Selline seade rikub termodünaamika seadusi, seega viitab see määratlus praegu pigem pseudoteadusele kui kõvale teadusele.
Allikad
- Baierlein, Ralph.Termiline füüsika. Cambridge University Press, 2003, Cambridge, U.K.
- Mendoza, E.; Clapeyron, E.; Carnot, R., toim. Mõtisklused tule motiivjõust - ja muud teod termodünaamika teise seaduse kohta. Doveri väljaanded, 1988, Mineola, N.Y.
- Stoner, Clinton. "Vaba energia ja entroopia olemuse uurimine seoses biokeemilise termodünaamikaga." Entroopia, vol. 2, ei. 3, sept. 2000, lk. 106–141., Doi: 10.3390 / e2030106.