Definição de Energia Livre na Ciência

O que é energia livre em química e física?

Energia livre é a quantidade de energia em um sistema que está disponível para realizar trabalho. Imagens PM, Imagens Getty

A frase 'energia livre' tem várias definições na ciência:

Energia livre termodinâmica

Em física e físico-química, energia livre refere-se à quantidade de energia interna de um sistema termodinâmico que está disponível para realizar trabalho. Existem diferentes formas de energia livre termodinâmica:

Energia livre de Gibbs é o energia que pode ser convertido em trabalho em um sistema que está a temperatura e pressão constantes.

A equação da energia livre de Gibbs é:

G = H - TS

onde G é a energia livre de Gibbs, H é a entalpia, T é a temperatura e S é a entropia.

Energia livre de Helmholtz é a energia que pode ser convertida em trabalho a temperatura e volume constantes.

A equação da energia livre de Helmholtz é:

A = U - TS

onde A é a energia livre de Helmholtz, U é a energia interna do sistema, T é a temperatura absoluta (Kelvin) e S é a entropia do sistema.

Energia livre de Landau descreve a energia de um sistema aberto no qual partículas e energia podem ser trocadas com a vizinhança.

A equação para a energia livre de Landau é:

Ω = A - µN = U - TS - µN

onde N é o número de partículas e μ é o potencial químico.

Energia Livre Variacional

Na teoria da informação, a energia livre variacional é uma construção usada em métodos bayesianos variacionais. Tais métodos são usados ​​para aproximar integrais intratáveis ​​para estatística e aprendizado de máquina.

Outras definições

Na ciência e economia ambiental, a expressão 'energia livre' às vezes é usada para se referir a recursos renováveis ​​ou qualquer energia que não exija pagamento monetário.

A energia livre também pode se referir à energia que alimenta uma máquina hipotética de movimento perpétuo. Tal dispositivo viola as leis da termodinâmica, então essa definição atualmente se refere a uma pseudociência em vez de ciência dura.

Fontes

• Baierlein, Ralph. Física Térmica . Cambridge University Press, 2003, Cambridge, Reino Unido
• Mendoza, E.; Clapeyron, E.; Carnot, R., eds. Reflexões sobre o poder motriz do fogo – e outros artigos sobre a segunda lei da termodinâmica . Dover Publications, 1988, Mineola, N.Y.
• Stoner, Clinton. Investigações sobre a natureza da energia livre e entropia em relação à termodinâmica bioquímica. Entropia , vol. 2, não. 3 de setembro 2000, pág. 106–141., doi:10.3390/e2030106.