Freie Energie Definition in der Wissenschaft

Der Ausdruck "freie Energie" hat in der Wissenschaft mehrere Definitionen:

In der Physik und der physikalischen Chemie bezieht sich freie Energie auf die Menge an innerer Energie eines thermodynamischen Systems, die zur Ausführung von Arbeiten zur Verfügung steht. Es gibt verschiedene Formen der thermodynamischen freien Energie:

Gibbs freie Energie ist der Energie Dies kann in einem System mit konstanter Temperatur und konstantem Druck in Arbeit umgewandelt werden.

Die Gleichung für Gibbs freie Energie lautet:

G = H - TS

wobei G Gibbs freie Energie ist, H Enthalpie ist, T Temperatur ist und S Entropie ist.

Helmholtz freie Energie ist Energie, die bei konstanter Temperatur und konstantem Volumen in Arbeit umgewandelt werden kann.

Die Gleichung für die freie Helmholtz-Energie lautet:

A = U - TS

wobei A die freie Helmholtz-Energie ist, U die innere Energie des Systems ist, T ist die absolute Temperatur (Kelvin) und S ist die Entropie des Systems.

Landau freie Energie beschreibt die Energie eines offenen Systems, in dem Partikel und Energie mit der Umgebung ausgetauscht werden können.

Die Gleichung für die freie Energie in Landau lautet:

Ω = A - μN = U - TS - μN

Dabei ist N die Anzahl der Partikel und μ das chemische Potential.

In der Informationstheorie ist die freie Variationsenergie ein Konstrukt, das in Bayes'schen Variationsmethoden verwendet wird. Solche Methoden werden verwendet, um unlösbare Integrale für Statistik und maschinelles Lernen zu approximieren.

In den Umwelt- und Wirtschaftswissenschaften wird der Ausdruck "freie Energie" manchmal verwendet, um sich auf erneuerbare Ressourcen oder auf Energie zu beziehen, für die keine finanzielle Zahlung erforderlich ist.

Freie Energie kann sich auch auf die Energie beziehen, die eine hypothetische Perpetual-Motion-Maschine antreibt. Ein solches Gerät verstößt gegen die Gesetze der Thermodynamik, daher bezieht sich diese Definition derzeit eher auf eine Pseudowissenschaft als auf eine harte Wissenschaft.

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