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Definición de energía libre en ciencia, qué es, concepto, significado

Definición de energía libre en ciencia, qué es, concepto, significado.La frase “energía libre” tiene múltiples definiciones en ciencia.La energía libre, llamada energía libre de Gibbs (G), es energía utilizable o energía disponible para hacer el trabajo.

Dado que las reacciones químicas liberan energía cuando se rompen los enlaces de almacenamiento de energía, ¿cómo se cuantifica y expresa la energía asociada con las reacciones químicas? ¿

Cómo se puede comparar la energía liberada de una reacción con la de otra reacción?

Se utiliza una medida de energía libre para cuantificar estas transferencias de energía. La energía libre se llama energía libre de Gibbs (G) después de Josiah Willard Gibbs, el científico que desarrolló la medición. Recuerde que de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, todas las transferencias de energía implican la pérdida de cierta cantidad de energía en una forma inutilizable, como el calor, lo que resulta en entropía. La energía libre de Gibbs se refiere específicamente a la energía asociada con una reacción química que está disponible después de tener en cuenta la entropía.

Energía libre termodinámica

En física y química física, la energía libre se refiere a la cantidad de energía interna de un sistema termodinámico que está disponible para realizar el trabajo. Existen diferentes formas de energía libre termodinámica:

La energía libre de Gibbs es la energía que se puede convertir en trabajo en un sistema que está a temperatura y presión constantes.

La ecuación para la energía libre de Gibbs es:

G = H – TS

donde G es energía libre de Gibbs, H es entalpía, T es temperatura y S es entropía.

La energía libre de Helmholtz es energía que puede convertirse en trabajo a temperatura y volumen constantes.

La ecuación para la energía libre de Helmholtz es:

A = U – TS

donde A es la energía libre de Helmholtz, U es la energía interna del sistema, T es la temperatura absoluta (Kelvin) y S es la entropía del sistema.

La energía libre de Landau describe la energía de un sistema abierto en el que las partículas y la energía pueden intercambiarse con el entorno.

La ecuación para la energía libre de Landau es:

Ω = A – μN = U – TS – μN

donde N es el número de partículas y μ es el potencial químico.

Energía libre variacional

En teoría de la información, la energía libre variacional es una construcción utilizada en los métodos bayesianos variacionales. Dichos métodos se utilizan para aproximar integrales intratables para estadísticas y aprendizaje automático.

Otras definiciones

En ciencias ambientales y economía, la frase “energía libre” a veces se usa para referirse a recursos renovables o cualquier energía que no requiera un pago monetario.

La energía libre también puede referirse a la energía que alimenta una máquina hipotética de movimiento perpetuo. Tal dispositivo viola las leyes de la termodinámica, por lo que esta definición se refiere actualmente a una pseudociencia más que a una ciencia dura.

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Por Angel Eulises Ortiz

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