[{"data":1,"prerenderedAt":-1},["ShallowReactive",2],{"_public_topic_publications_n%C4%83ng%20l%C6%B0%E1%BB%A3ng%20t%E1%BB%B1%20do{\"limit\":5}":3,"_public_topic_byId_năng lượng tự do":40},{"code":4,"data":5,"meta":21},"SUCCESS",{"latest":6,"mostCited":7,"vietnamFeatured":38,"vietnamLatest":39},[],[8,25],{"publicationId":9,"title":10,"originalTitle":11,"authorNames":12,"authorCount":16,"journalName":17,"vietnamJournal":18,"publishDate":19,"publishYear":20,"totalCitation":21,"url":22,"doi":23,"summary":24},"40535a6e-55ad-4dac-b93e-7077cb028b4a","Giải mã cơ chế bất hoạt của đột biến R192W trên ZAP-70 bằng mô phỏng động lực học phân tử và tính toán năng lượng tự do liên kết","Decoding the deactivation mechanism of R192W mutation of ZAP-70 using molecular dynamics simulations and binding free energy calculations",[13,14,15],"Xuehua Zhang","Wenqi Liang","Guodong Zheng",4,"Journal of Molecular Modeling",false,"2023-11-13",2023,null,"https:\u002F\u002Flink.springer.com\u002Farticle\u002F10.1007\u002Fs00894-023-05771-6","10.1007\u002Fs00894-023-05771-6","\u003Cp>Sinh học tính toán kết hợp mô phỏng động lực học phân tử và phương pháp MM-GBSA nhằm tính toán biến thiên đại lượng \u003Cb class=\"publication-topic-keywords\">năng lượng tự do\u003C\u002Fb> liên kết giữa thụ thể ZAP-70 với chuỗi peptide ITAM-Y2P bị đột biến điểm R192W. Tác giả phân tích đóng góp tĩnh điện của từng axit amin chủ chốt tại vị trí gắn kết. Kết quả giải thích chi tiết cơ chế bất hoạt thụ thể tế bào T gây hội chứng suy giảm miễn dịch tự miễn ở người.\u003C\u002Fp>",{"publicationId":26,"title":27,"originalTitle":28,"authorNames":29,"authorCount":31,"journalName":32,"vietnamJournal":18,"publishDate":33,"publishYear":34,"totalCitation":21,"url":35,"doi":36,"summary":37},"028410b6-62a3-4a76-9818-8afdd95b81e8","Các phương pháp của Holba và Korzhinskiĭ về năng lượng siêu tự do có hiệu quả đối với nhiệt động lực học của các hệ rắn trạng thái mở một phần của oxit không tỷ lệ","Holba and Korzhinskĭ treatments of hyperfree energy effective to thermodynamics of partially open solid-state systems of nonstoichiometric oxides",[30],"J. Šesták",1,"Pleiades Publishing Ltd","2017-08-24",2017,"https:\u002F\u002Flink.springer.com\u002Farticle\u002F10.1134\u002FS1087659617040150","10.1134\u002FS1087659617040150","\u003Cp>Nghiên cứu nhiệt động lực học khoáng vật tái hiện sự phát triển lý thuyết của các nhà khoa học Korzhinskiĭ về khái niệm \u003Cb class=\"publication-topic-keywords\">năng lượng tự do\u003C\u002Fb> hyperfree energy áp dụng cho các hệ thống chất rắn phi cân bằng và phi lượng hóa. Tác giả phân tích các phương trình thế hóa học để mô tả các pha mở một phần và sự trao đổi thành phần di động. Kết quả phân tích làm sáng tỏ bản chất liên kết tương hỗ giữa các cấu tử địa chất học.\u003C\u002Fp>",[],[],{"code":4,"data":41,"meta":21},{"id":42,"title":43,"description":44,"content":45,"term":46,"englishTitle":47,"synonyms":48,"definition":50,"discipline":51,"references":52,"faqs":79,"createUser":92,"publishUser":95,"keywords":99,"keywordCount":110,"enrichTopicLink":111,"status":112,"createTime":113,"updateTime":114,"publishTime":115,"linkEnrichedTime":116,"publicationScanTime":117,"contentErrorMessage":21,"viewCount":118,"relateTopics":119},"năng lượng tự do","Năng lượng tự do là gì? Khái niệm, công thức và ý nghĩa","Năng lượng tự do là đại lượng nhiệt động học đo phần năng lượng sinh công hữu ích, gồm năng lượng Gibbs và Helmholtz, quyết định tính tự phát của phản ứng.","\u003Cp>Năng lượng tự do là một đại lượng nhiệt động học thể hiện phần năng lượng của một hệ thống có khả năng thực hiện công hữu ích trong điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định. Đại lượng này là một chỉ số then chốt để xác định chiều hướng tự phát và giới hạn cân bằng của các quá trình vật lý và hóa học. Khác với nội năng hay enthalpy, năng lượng tự do không chỉ đo tổng năng lượng mà còn tính đến ảnh hưởng của entropy, phản ánh mức độ hỗn loạn và sự phân tán năng lượng trong hệ thống.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Có hai loại năng lượng tự do phổ biến trong {{topic|%7B%22topic%22%3A%22nhi%E1%BB%87t%20%C4%91%E1%BB%99ng%20h%E1%BB%8Dc%22%7D}} là năng lượng tự do Gibbs (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">G\u003C\u002Fscript>) và năng lượng tự do Helmholtz (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">A\u003C\u002Fscript>). Năng lượng tự do Gibbs áp dụng trong điều kiện nhiệt độ và áp suất không đổi, thường gặp trong các {{topic|%7B%22topic%22%3A%22ph%E1%BA%A3n%20%E1%BB%A9ng%20h%C3%B3a%20h%E1%BB%8Dc%22%7D}} và sinh học ở điều kiện môi trường tiêu chuẩn. Ngược lại, năng lượng tự do Helmholtz phù hợp cho các hệ kín ở thể tích và nhiệt độ không đổi, ví dụ trong các mô hình vật lý lý thuyết hoặc mô phỏng phân tử. Khái niệm năng lượng tự do đóng vai trò nền tảng trong nhiều ngành khoa học, bao gồm hóa học, vật lý, sinh học, và {{topic|%7B%22topic%22%3A%22khoa%20h%E1%BB%8Dc%20v%E1%BA%ADt%20li%E1%BB%87u%22%7D}}.\u003C\u002Fp>\n\n\u003Ch2>Các công thức cơ bản\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Các công thức tính năng lượng tự do đều có cấu trúc xoay quanh sự tương tác giữa nhiệt lượng (enthalpy hoặc nội năng), nhiệt độ và entropy. Với năng lượng tự do Gibbs, công thức định nghĩa như sau:\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">G = H - TS\u003C\u002Fscript>\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Trong đó:\u003C\u002Fp>\n\u003Cul>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">G\u003C\u002Fscript> là năng lượng tự do Gibbs (đơn vị J hoặc kJ\u002Fmol).\u003C\u002Fli>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">H\u003C\u002Fscript> là enthalpy của hệ thống.\u003C\u002Fli>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">T\u003C\u002Fscript> là nhiệt độ nhiệt động học tuyệt đối (K).\u003C\u002Fli>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">S\u003C\u002Fscript> là entropy của hệ thống.\u003C\u002Fli>\n\u003C\u002Ful>\n\u003Cp>Khi nhiệt độ tăng, vai trò của entropy trở nên rõ rệt hơn trong việc làm giảm \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">G\u003C\u002Fscript>, điều này đặc biệt quan trọng trong các phản ứng có sự thay đổi mạnh về entropy.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Trong khi đó, năng lượng tự do Helmholtz có công thức:\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">A = U - TS\u003C\u002Fscript>\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Trong đó:\u003C\u002Fp>\n\u003Cul>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">A\u003C\u002Fscript> là năng lượng tự do Helmholtz.\u003C\u002Fli>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">U\u003C\u002Fscript> là nội năng của hệ thống.\u003C\u002Fli>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">T\u003C\u002Fscript> và \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">S\u003C\u002Fscript> lần lượt là nhiệt độ tuyệt đối và entropy của hệ.\u003C\u002Fli>\n\u003C\u002Ful>\n\u003Cp>Năng lượng Helmholtz thường được dùng trong các mô hình {{topic|%7B%22topic%22%3A%22v%E1%BA%ADt%20l%C3%BD%20th%E1%BB%91ng%20k%C3%AA%22%7D}} và mô phỏng động lực học tính toán, nơi điều kiện thể tích được giữ cố định.\u003C\u002Fp>\n\n\u003Ch2>Phương trình vi phân nhiệt động lực học và hệ thức Maxwell\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Để hiểu rõ bản chất biến thiên của năng lượng tự do khi các thông số trạng thái thay đổi, ta xem xét các dạng vi phân toàn phần cơ bản xuất phát từ phương trình kết hợp của nguyên lý thứ nhất và thứ hai:\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Với năng lượng tự do Gibbs đối với hệ đồng nhất có thành phần không đổi:\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">dG = Vdp - SdT\u003C\u002Fscript>\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Phương trình này cho thấy tại nhiệt độ không đổi, đạo hàm riêng của thế Gibbs theo áp suất chính là thể tích của hệ. Tương tự, tại áp suất không đổi, độ dốc của thế Gibbs theo nhiệt độ là đại lượng âm của entropy.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Với năng lượng tự do Helmholtz, dạng vi phân toàn phần được xác định bởi:\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">dA = -pdV - SdT\u003C\u002Fscript>\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Từ tính chất đối xứng của các vi phân toàn phần bậc hai (định lý Schwarz), ta suy ra các hệ thức Maxwell quan trọng liên quan trực tiếp đến các hàm năng lượng tự do, cho phép chuyển đổi những đại lượng khó đo đạc trực tiếp như độ biến thiên entropy theo thể tích hoặc áp suất thành các thông số trạng thái thực nghiệm dễ quan sát như hệ số giãn nở nhiệt và hệ số nén đẳng nhiệt.\u003C\u002Fp>\n\n\u003Ch2>Ý nghĩa vật lý và hóa học\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Trong vật lý, năng lượng tự do là chỉ số cho biết công tối đa mà một hệ kín có thể sinh ra trong quá trình thuận nghịch. Nó cho thấy mức độ sẵn sàng của hệ thống để {{topic|%7B%22topic%22%3A%22chuy%E1%BB%83n%20h%C3%B3a%20n%C4%83ng%20l%C6%B0%E1%BB%A3ng%22%7D}} nhiệt thành công cơ học mà không gây xáo trộn môi trường. Khi hệ tiến tới trạng thái cân bằng, năng lượng tự do đạt giá trị cực tiểu, tức là không còn khả năng sinh công hữu ích nữa.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Trong hóa học, đặc biệt là nhiệt {{topic|%7B%22topic%22%3A%22%C4%91%E1%BB%99ng%20h%E1%BB%8Dc%20h%C3%B3a%20h%E1%BB%8Dc%22%7D}}, dấu của biến thiên năng lượng tự do Gibbs quyết định tính tự phát của phản ứng ở nhiệt độ và áp suất không đổi. Một phản ứng có \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G \u003C 0\u003C\u002Fscript> là phản ứng tự phát. Nếu \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G > 0\u003C\u002Fscript>, phản ứng không tự phát và chỉ xảy ra khi được cung cấp thêm năng lượng từ bên ngoài.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Bảng sau so sánh ba đại lượng chính liên quan đến năng lượng trong phản ứng hóa học:\u003C\u002Fp>\n\u003Ctable>\n  \u003Cthead>\n    \u003Ctr>\n      \u003Cth>Đại lượng\u003C\u002Fth>\n      \u003Cth>Ký hiệu\u003C\u002Fth>\n      \u003Cth>Ý nghĩa\u003C\u002Fth>\n    \u003C\u002Ftr>\n  \u003C\u002Fthead>\n  \u003Ctbody>\n    \u003Ctr>\n      \u003Ctd>Nội năng\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">U\u003C\u002Fscript>\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Tổng năng lượng bên trong của hệ thống\u003C\u002Ftd>\n    \u003C\u002Ftr>\n    \u003Ctr>\n      \u003Ctd>Enthalpy\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">H = U + pV\u003C\u002Fscript>\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Nhiệt lượng trao đổi ở áp suất không đổi\u003C\u002Ftd>\n    \u003C\u002Ftr>\n    \u003Ctr>\n      \u003Ctd>Năng lượng tự do Gibbs\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">G = H - TS\u003C\u002Fscript>\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Năng lượng có thể sinh công trong điều kiện nhiệt độ và áp suất không đổi\u003C\u002Ftd>\n    \u003C\u002Ftr>\n  \u003C\u002Ftbody>\n\u003C\u002Ftable>\n\n\u003Ch2>Năng lượng tự do trong cân bằng hóa học\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Khi một phản ứng đạt trạng thái cân bằng hóa học, không còn dòng năng lượng ròng giữa các chất phản ứng và sản phẩm. Tại thời điểm này, năng lượng tự do Gibbs của hệ đạt cực tiểu. Đây là cơ sở để xác định hằng số cân bằng của phản ứng, thông qua phương trình nhiệt động học:\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G^\\circ = -RT \\ln K\u003C\u002Fscript>\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Trong đó:\u003C\u002Fp>\n\u003Cul>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G^\\circ\u003C\u002Fscript> là biến thiên năng lượng tự do chuẩn của phản ứng.\u003C\u002Fli>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">R\u003C\u002Fscript> là hằng số khí lý tưởng.\u003C\u002Fli>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">T\u003C\u002Fscript> là nhiệt độ nhiệt động học tuyệt đối.\u003C\u002Fli>\n  \u003Cli>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">K\u003C\u002Fscript> là hằng số cân bằng hóa học.\u003C\u002Fli>\n\u003C\u002Ful>\n\u003Cp>Mối quan hệ này cho thấy một phản ứng có \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">K > 1\u003C\u002Fscript> sẽ có \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G^\\circ \u003C 0\u003C\u002Fscript> và ngược lại. Đây là nền tảng cho việc tính toán cân bằng hóa học và xác định chiều hướng chuyển dịch cân bằng theo nguyên lý Le Chatelier.\u003C\u002Fp>\n\n\u003Ch2>Tương quan giữa Enthalpy và Entropy theo nhiệt độ\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Sự tự phát của một quá trình nhiệt động học phụ thuộc vào sự bù trừ giữa biến thiên enthalpy (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta H\u003C\u002Fscript>) và tích số giữa nhiệt độ với biến thiên entropy (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">T\\Delta S\u003C\u002Fscript>) thông qua phương trình \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G = \\Delta H - T\\Delta S\u003C\u002Fscript>.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Dựa vào dấu của \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta H\u003C\u002Fscript> và \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta S\u003C\u002Fscript>, ta phân tích được 4 kịch bản nhiệt động học then chốt:\u003C\u002Fp>\n\u003Ctable>\n  \u003Cthead>\n    \u003Ctr>\n      \u003Cth>Dấu của biến thiên Enthalpy\u003C\u002Fth>\n      \u003Cth>Dấu của biến thiên Entropy\u003C\u002Fth>\n      \u003Cth>Dấu của biến thiên Năng lượng Gibbs\u003C\u002Fth>\n      \u003Cth>Tính tự phát của phản ứng\u003C\u002Fth>\n    \u003C\u002Ftr>\n  \u003C\u002Fthead>\n  \u003Ctbody>\n    \u003Ctr>\n      \u003Ctd>Âm (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta H \u003C 0\u003C\u002Fscript>)\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Dương (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta S > 0\u003C\u002Fscript>)\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Luôn âm (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G \u003C 0\u003C\u002Fscript>)\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Tự phát ở mọi nhiệt độ (quá trình tỏa nhiệt làm tăng hỗn loạn)\u003C\u002Ftd>\n    \u003C\u002Ftr>\n    \u003Ctr>\n      \u003Ctd>Dương (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta H > 0\u003C\u002Fscript>)\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Âm (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta S \u003C 0\u003C\u002Fscript>)\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Luôn dương\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Không tự phát ở bất kỳ nhiệt độ nào (chiều nghịch tự phát)\u003C\u002Ftd>\n    \u003C\u002Ftr>\n    \u003Ctr>\n      \u003Ctd>Âm (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta H \u003C 0\u003C\u002Fscript>)\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Âm (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta S \u003C 0\u003C\u002Fscript>)\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Âm ở nhiệt độ thấp, dương ở nhiệt độ cao\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Tự phát ở nhiệt độ thấp khi đóng góp enthalpy chiếm ưu thế\u003C\u002Ftd>\n    \u003C\u002Ftr>\n    \u003Ctr>\n      \u003Ctd>Dương (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta H > 0\u003C\u002Fscript>)\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Dương (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta S > 0\u003C\u002Fscript>)\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Dương ở nhiệt độ thấp, âm ở nhiệt độ cao\u003C\u002Ftd>\n      \u003Ctd>Tự phát ở nhiệt độ cao khi đóng góp entropy chiếm ưu thế\u003C\u002Ftd>\n    \u003C\u002Ftr>\n  \u003C\u002Ftbody>\n\u003C\u002Ftable>\n\u003Cp>Phân tích này giải thích tại sao nhiều phản ứng thu nhiệt (như sự hòa tan của một số loại muối vô cơ hoặc quá trình bay hơi của chất lỏng) vẫn diễn ra tự phát khi nhiệt độ \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">T\u003C\u002Fscript> được nâng cao đủ lớn để số hạng entropy vượt qua biến thiên enthalpy.\u003C\u002Fp>\n\n\u003Ch2>Ứng dụng trong hóa sinh và sinh học\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Năng lượng tự do đóng vai trò trung tâm trong các {{topic|%7B%22topic%22%3A%22qu%C3%A1%20tr%C3%ACnh%20sinh%20h%E1%BB%8Dc%22%7D}}, đặc biệt là trao đổi chất, truyền tín hiệu tế bào và điều hòa hoạt động enzym. Trong môi trường sinh lý học, các phản ứng không xảy ra chỉ vì thay đổi enthalpy, mà còn vì sự biến thiên entropy — yếu tố được tổng hợp đầy đủ trong năng lượng tự do Gibbs.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Quá trình thủy phân ATP là ví dụ điển hình trong sinh năng học tế bào. Phản ứng thủy phân:\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">ATP + H_2O \\rightarrow ADP + P_i + H^+\u003C\u002Fscript>\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Theo tính toán nhiệt động học sinh hóa của Alberty (1998), biến thiên năng lượng Gibbs chuẩn ở điều kiện sinh lý tiêu chuẩn có giá trị khoảng \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G^\\circ \\approx -30.5\\,kJ\u002Fmol\u003C\u002Fscript> (tương đương khoảng -30,5 kJ\u002Fmol). Năng lượng này được tế bào ghép đôi (coupling) với các quá trình thu năng lượng để vận chuyển ion qua màng, co cơ, tổng hợp đại phân tử và dẫn truyền tín hiệu nội bào.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Trong các chu trình sinh học như chu trình acid citric (Krebs), chuỗi truyền điện tử và quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, năng lượng tự do được chuyển hóa và tích lũy từng bước thành liên kết giàu năng lượng của ATP. Mỗi bước chuyển hóa được điều phối sao cho biến thiên năng lượng Gibbs tổng thể có \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G \u003C 0\u003C\u002Fscript>, đảm bảo dòng chuyển hóa diễn ra liên tục theo chiều thuận.\u003C\u002Fp>\n\n\u003Ch2>Liên hệ với entropy và enthalpy\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Năng lượng tự do phản ánh mối tương quan tương hỗ giữa biến thiên enthalpy (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">H\u003C\u002Fscript>) và entropy (\u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">S\u003C\u002Fscript>). Trong biểu thức \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">G = H - TS\u003C\u002Fscript>, đại lượng enthalpy đại diện cho lượng nhiệt trao đổi trong hệ, còn số hạng \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">TS\u003C\u002Fscript> là thước đo mức độ phân tán năng lượng. Khi nhiệt độ tăng, số hạng \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">TS\u003C\u002Fscript> trở nên chi phối hơn, làm giảm giá trị \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">G\u003C\u002Fscript>.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Một phản ứng tỏa nhiệt có \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta H \u003C 0\u003C\u002Fscript> và tăng entropy với \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta S > 0\u003C\u002Fscript> luôn có \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G \u003C 0\u003C\u002Fscript> ở mọi nhiệt độ, do đó luôn tự phát. Tuy nhiên, với phản ứng thu nhiệt và giảm entropy, phản ứng chỉ trở nên tự phát khi nhiệt độ \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">T\u003C\u002Fscript> hoặc các thông số nhiệt động khác thay đổi phù hợp. Mối quan hệ giữa \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta H\u003C\u002Fscript>, \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta S\u003C\u002Fscript> và \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G\u003C\u002Fscript> cho phép dự đoán chính xác điều kiện nhiệt độ để một quá trình xảy ra.\u003C\u002Fp>\n\n\u003Ch2>Khoa học vật liệu, chuyển pha và thế hóa học\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Trong vật lý chất rắn và khoa học vật liệu, năng lượng tự do Gibbs được sử dụng để đánh giá độ ổn định nhiệt động học của các pha, dự đoán quá trình chuyển pha và sự hình thành cấu trúc tinh thể. Pha có năng lượng tự do thấp hơn ở một điều kiện nhiệt độ và áp suất cho trước là pha bền vững về mặt nhiệt động.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Trong nhiệt động học vật liệu và luyện kim, năng lượng tự do Gibbs của một hệ nhiều cấu tử liên quan trực tiếp đến thế hóa học của từng thành phần cấu tử. Thế hóa học phản ánh khuynh hướng thoát ly hoặc chuyển dịch của hạt chất giữa các pha khác nhau. Hai pha tiếp xúc sẽ đạt cân bằng nhiệt động khi và chỉ khi thế hóa học của mọi cấu tử ở cả hai pha bằng nhau. Nếu có sự chênh lệch thế hóa học, chất sẽ tự phát di chuyển từ pha có thế hóa học cao sang pha có thế hóa học thấp hơn để làm giảm tổng năng lượng tự do của hệ thống.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Khái niệm này là nền tảng để xây dựng các giản đồ pha cân bằng, tính toán đường cong biến thiên năng lượng tự do theo nồng độ và dự đoán các quá trình chuyển pha bậc một (nóng chảy, kết tinh, hóa hơi) hay chuyển pha bậc hai. Trong công nghệ pin sạc và lưu trữ năng lượng, sự biến đổi năng lượng tự do giữa hai điện cực anot và catot quyết định điện thế mạch hở lý thuyết và dung lượng danh định của hệ thống pin.\u003C\u002Fp>\n\n\u003Ch2>Mô phỏng tính toán và phương pháp trường thế hiện đại\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Sự phát triển của {{topic|%7B%22topic%22%3A%22h%C3%B3a%20h%E1%BB%8Dc%20l%C6%B0%E1%BB%A3ng%20t%E1%BB%AD%22%7D}} và {{topic|%7B%22topic%22%3A%22m%C3%B4%20ph%E1%BB%8Fng%20%C4%91%E1%BB%99ng%20l%E1%BB%B1c%20h%E1%BB%8Dc%20ph%C3%A2n%20t%E1%BB%AD%22%7D}} cho phép ước tính bề mặt năng lượng tự do (Free Energy Surface) của các hệ thống phức tạp mà không cần dựa hoàn toàn vào dữ liệu thực nghiệm. Các công cụ tính toán áp dụng lý thuyết hàm mật độ (DFT) và mô phỏng Monte Carlo để xác định các trạng thái cấu hình phân tử.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Theo Chipot và Pohorille (2007), các kỹ thuật như nhiễu loạn năng lượng tự do (Free Energy Perturbation, FEP), lấy mẫu dù (Umbrella Sampling) và tích phân nhiệt động học (Thermodynamic Integration) được ứng dụng rộng rãi để định lượng ái lực liên kết giữa phối tử thuốc và protein thụ thể mục tiêu. Điều này đóng vai trò then chốt trong quy trình thiết kế thuốc dựa trên cấu trúc phân tử hiện đại.\u003C\u002Fp>\n\n\u003Ch2>Giới hạn áp dụng và lưu ý nhiệt động học\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Mặc dù là công cụ phân tích mạnh mẽ, năng lượng tự do là hàm trạng thái nhiệt động học nên không cung cấp thông tin về tốc độ hay động học của phản ứng. Một phản ứng có \u003Cscript type=\"math\u002Ftex\">\\Delta G \u003C 0\u003C\u002Fscript> rất lớn vẫn có thể diễn ra với tốc độ cực chậm nếu {{topic|%7B%22topic%22%3A%22n%C4%83ng%20l%C6%B0%E1%BB%A3ng%20ho%E1%BA%A1t%20h%C3%B3a%22%7D}} quá cao, đòi hỏi phải có sự tham gia của chất xúc tác hoặc enzym để hạ thấp rào cản năng lượng.\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>Ngoài ra, các công thức cổ điển của năng lượng tự do áp dụng cho hệ kín ở trạng thái cân bằng hoặc gần cân bằng. Đối với các hệ mở không cân bằng sinh động học như cơ thể sống, việc phân tích dòng chuyển hóa đòi hỏi phải kết hợp lý thuyết nhiệt động học không cân bằng và điều chỉnh theo các thông số vi môi trường sinh lý thực tế.\u003C\u002Fp>\n","Năng lượng tự do","free energy",[49],"năng lượng tự do nhiệt động học","Năng lượng tự do là đại lượng nhiệt động học thể hiện phần năng lượng của một hệ thống có khả năng thực hiện công hữu ích trong điều kiện nhiệt độ và áp suất xác định.","NATURAL_SCIENCES",[53,60,65,72],{"citationText":54,"title":55,"authors":56,"source":57,"year":58,"doi":59,"url":21},"IUPAC (2008). Gibbs energy (function). In Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the Gold Book). Blackwell Scientific Publications.","Gibbs energy (function)","IUPAC","The IUPAC Compendium of Chemical Terminology",2008,"10.1351\u002Fgoldbook.G02629",{"citationText":61,"title":62,"authors":56,"source":57,"year":63,"doi":64,"url":21},"IUPAC (2014). Helmholtz energy (function). In Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the Gold Book). Blackwell Scientific Publications.","Helmholtz energy (function)",2014,"10.1351\u002Fgoldbook.H02772",{"citationText":66,"title":67,"authors":68,"source":69,"year":70,"doi":71,"url":21},"Alberty, R. A. (1998). Calculation of Standard Transformed Gibbs Energies and Standard Transformed Enthalpies of Biochemical Reactants. Archives of Biochemistry and Biophysics, 353(1), 116-130.","Calculation of Standard Transformed Gibbs Energies and Standard Transformed Enthalpies of Biochemical Reactants","Alberty, R. A.","Archives of Biochemistry and Biophysics",1998,"10.1006\u002Fabbi.1998.0638",{"citationText":73,"title":74,"authors":75,"source":76,"year":77,"doi":78,"url":21},"Chipot, C., & Pohorille, A. (2007). Calculating Free Energy Differences Using Perturbation Theory. In Free Energy Calculations (pp. 33-75). Springer Series in Chemical Physics. Springer, Berlin, Heidelberg.","Calculating Free Energy Differences Using Perturbation Theory","Chipot, C., & Pohorille, A.","Springer Series in Chemical Physics",2007,"10.1007\u002F978-3-540-38448-9_2",[80,83,86,89],{"question":81,"answer":82},"Năng lượng tự do Gibbs và Helmholtz khác nhau như thế nào?","Năng lượng tự do Gibbs áp dụng cho các hệ kín ở nhiệt độ và áp suất không đổi, trong khi năng lượng tự do Helmholtz áp dụng cho các hệ kín có nhiệt độ và thể tích không đổi.",{"question":84,"answer":85},"Biến thiên năng lượng tự do âm có ý nghĩa gì?","Biến thiên năng lượng tự do Gibbs thực tế âm chỉ ra rằng phản ứng hoặc quá trình vật lý hóa học đó diễn ra tự phát theo chiều thuận ở nhiệt độ và áp suất không đổi.",{"question":87,"answer":88},"Tại sao thủy phân ATP giải phóng năng lượng tự do?","Phản ứng thủy phân ATP giải phóng biến thiên năng lượng Gibbs chuẩn khoảng -30,5 kJ\u002Fmol ở điều kiện sinh lý tiêu chuẩn, cung cấp năng lượng để tế bào ghép đôi với các quá trình thu năng lượng.",{"question":90,"answer":91},"Năng lượng tự do có đo trực tiếp được không?","Năng lượng tự do không thể đo trực tiếp bằng thiết bị đo lường đơn lẻ mà được tính toán thông qua các đại lượng nhiệt động học khác như enthalpy, entropy, hằng số cân bằng hoặc điện thế pin.",{"id":31,"researcherId":21,"name":93,"imageUrl":94},"Nguyễn Ngọc Sơn","https:\u002F\u002Flh3.googleusercontent.com\u002Fa\u002FACg8ocLGfGsF1nYQqYK5BasTLhNu1dBrBXg2fcEgBNPXJ0p2gqLQnO7i=s96-c",{"id":96,"researcherId":21,"name":97,"imageUrl":98},2633,"Hoài Đặng","https:\u002F\u002Flh3.googleusercontent.com\u002Fa\u002FACg8ocLVXVafUxrnnC_H60UeQdpLE3UgeKGCSesypz_6Vi59B-n9C41A=s96-c",[100,101,102,103,104,105,106,107,108,109],"nhiệt động học","phản ứng hóa học","khoa học vật liệu","vật lý thống kê","chuyển hóa năng lượng","động học hóa học","quá trình sinh học","hóa học lượng tử","mô phỏng động lực học phân tử","năng lượng hoạt hóa",10,true,"PUBLISHED","2025-05-06T01:44:43.297+00:00","2026-09-04T13:08:44.840+00:00","2025-08-13T09:08:54.944+00:00","2026-09-04T13:08:44.412+00:00","2026-09-04T12:24:44.247+00:00",427,[120,123,126,129,132,135,138,141,143,152],{"id":121,"title":122,"term":121,"englishTitle":21,"definition":21,"discipline":21,"disciplineCode":21,"disciplineLabel":21,"disciplineColor":21,"disciplineIcon":21},"sol gel","Sol-gel là gì? Các công bố khoa học về Sol gel",{"id":124,"title":125,"term":124,"englishTitle":21,"definition":21,"discipline":21,"disciplineCode":21,"disciplineLabel":21,"disciplineColor":21,"disciplineIcon":21},"hình thái","Hình thái là gì? Các công bố khoa học về Hình thái",{"id":127,"title":128,"term":127,"englishTitle":21,"definition":21,"discipline":21,"disciplineCode":21,"disciplineLabel":21,"disciplineColor":21,"disciplineIcon":21},"bệnh nhân lớn tuổi","Bệnh nhân lớn tuổi là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan",{"id":130,"title":131,"term":130,"englishTitle":21,"definition":21,"discipline":21,"disciplineCode":21,"disciplineLabel":21,"disciplineColor":21,"disciplineIcon":21},"hiệu suất nhiệt","Hiệu suất nhiệt là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan",{"id":133,"title":134,"term":133,"englishTitle":21,"definition":21,"discipline":21,"disciplineCode":21,"disciplineLabel":21,"disciplineColor":21,"disciplineIcon":21},"khuếch tán","Khuếch tán là gì? Các công bố khoa học về Khuếch tán",{"id":136,"title":137,"term":136,"englishTitle":21,"definition":21,"discipline":21,"disciplineCode":21,"disciplineLabel":21,"disciplineColor":21,"disciplineIcon":21},"điện hóa","Điện hóa là gì? Các nghiên cứu khoa học về Điện hóa",{"id":139,"title":140,"term":139,"englishTitle":21,"definition":21,"discipline":21,"disciplineCode":21,"disciplineLabel":21,"disciplineColor":21,"disciplineIcon":21},"fermentation","Fermentation là gì? Các công bố khoa học về Fermentation",{"id":108,"title":142,"term":108,"englishTitle":21,"definition":21,"discipline":21,"disciplineCode":21,"disciplineLabel":21,"disciplineColor":21,"disciplineIcon":21},"Mô phỏng động lực học phân tử là gì? Các nghiên cứu khoa học",{"id":144,"title":145,"term":144,"englishTitle":146,"definition":147,"discipline":51,"disciplineCode":148,"disciplineLabel":149,"disciplineColor":150,"disciplineIcon":151},"ethylene","Ethylene là gì? Cấu trúc hóa học, vai trò sinh học và ứng dụng","Ethylene","Ethylene (ethene, công thức hóa học C2H4) là một hydrocarbon không no thuộc nhóm anken đơn giản nhất, tồn tại ở thể khí không màu, đồng thời là một phytohormone dạng khí điều hòa sự chín và rụng ở thực vật.","natural-sciences","Khoa học tự nhiên","#0E9F9C","atom",{"id":153,"title":154,"term":153,"englishTitle":21,"definition":21,"discipline":21,"disciplineCode":21,"disciplineLabel":21,"disciplineColor":21,"disciplineIcon":21},"paraffin","Paraffin là gì? Các nghiên cứu khoa học về Paraffin"]