Definicja darmowej energii w nauce

Wyrażenie „darmowa energia” ma wiele definicji w nauce:

W fizyce i chemii fizycznej energia swobodna odnosi się do ilości energii wewnętrznej układu termodynamicznego, która jest dostępna do wykonania pracy. Istnieją różne formy darmowej energii termodynamicznej:

Darmowa energia Gibbs jest energia które można przekształcić w pracę w systemie o stałej temperaturze i ciśnieniu.

Równanie darmowej energii Gibbsa jest następujące:

G = H - TS

gdzie G to energia swobodna Gibbsa, H to entalpia, T to temperatura, a S to entropia.

Darmowa energia Helmholtza to energia, którą można przekształcić w pracę przy stałej temperaturze i objętości.

Równanie darmowej energii Helmholtza jest następujące:

A = U - TS

gdzie A to energia swobodna Helmholtza, U to energia wewnętrzna układu, T to temperatura bezwzględna (Kelvin), a S jest entropią systemu.

Darmowa energia Landaua opisuje energię otwartego układu, w którym cząstki i energia mogą być wymieniane z otoczeniem.

Równanie darmowej energii Landaua jest następujące:

Ω = A - μN = U - TS - μN

gdzie N jest liczbą cząstek, a μ jest potencjałem chemicznym.

W teorii informacji wariacyjna energia swobodna jest konstruktem stosowanym w wariacyjnych metodach bayesowskich. Takie metody są stosowane do przybliżania trudnych całek dla statystyki i uczenia maszynowego.

W naukach o środowisku i ekonomii wyrażenie „bezpłatna energia” jest czasami używane w odniesieniu do zasobów odnawialnych lub każdej energii, która nie wymaga płatności pieniężnej.

Darmowa energia może również odnosić się do energii, która napędza hipotetyczną maszynę perpetuum mobile. Takie urządzenie narusza prawa termodynamiki, więc ta definicja obecnie odnosi się raczej do pseudonauki niż do nauk ścisłych.

• Baierlein, Ralph.Fizyka cieplna. Cambridge University Press, 2003, Cambridge, Wielka Brytania
• Mendoza, E.; Clapeyron, E.; Carnot, R., red. Refleksje na temat mocy napędowej ognia - i innych artykułów na temat drugiej zasady termodynamiki. Dover Publications, 1988, Mineola, N.Y.
• Stoner, Clinton. „Zapytania o naturę darmowej energii i entropii w odniesieniu do termodynamiki biochemicznej”. Entropia, vol. 2, nr 3 września 2000, ss. 106–141., Doi: 10.3390 / e2030106.