BÀI giảng lý sinh

BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
§1. Một số khái niệm:
1.1. Hệ nhiệt động:
- Khái niệm: Là tập hợp các vật thể , các phântử,… giớihạn trong một không gian nhất định.

- Ví dụ: Một thể tích nước trong bình, một khối khí trong xy lanh, một cơ thể sinh vật, một tế bào sống,...
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
1.1. Hệ nhiệt động:
- Phân loại: 3 loại:
+ Hệ nhiệt động cô lập: Không trao đổi vật chất và năng lượng với bên ngoài (nước trong một phích kín, cách nhiệt tốt)
+ Hệ nhiệt động kín (hệ đóng): Chỉ trao đổi năng lượng mà không trao đổi vật chất với bên ngoài (nước trong phích kín nhưng cách nhiệt kém).
+ Hệ nhiệt động mở: Trao đổi cả vật chất và năng lượng với bên ngoài (nước trong phích hở, cơ thể sống của sinh vật,...
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
1.2. Thông số trạng thái:
- Khái niệm: Là các đại lượng đặc trưng cho trạng thái của một hệ nhiệt động
+ Với hệ nhiệt động vật lý (như hệ khí,…) thì các thông số trạng thái của hệ có thể là N (số phân tử), V (thể tích), P (áp suất), T (nhiệt độ), U (nội năng), S (entropy),…
+ Với hệ nhiệt động là tế bào sống thì thông số trạng thái có thể là nồng độ chất, nồng độ ion, độ pH , áp suất thẩm thấu,…
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
1.2. Thông số trạng thái:
Khi hệ thay đổi trạng thái thì các thông số của hệ cũng thay đổi theo những quy luật nhất định (quy luật nhiệt động).
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
1.2. Thông số trạng thái:
- Trạng thái của hệ mà các thông số trạng thái không thay đổi theo thời gian là trạng thái cân bằng; Khi đó đạo hàm các thông số trạng thái của hệ theo thời gian sẽ bằng không.
- Một quá trình biến đổi của hệ gồm một chuỗi liên tiếp các trạng thái cân bằng gọi là quá trình cân bằng. Một quá trình cân bằng là quá trình thuận nghịch
Ví dụ: Các quá trình lý tưởng như dãn nở khí đẳng áp, đẳng nhiệt, …
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
1.2. Thông số trạng thái:
Một quá trình biến đổi mà quá trình ngược lại không thể tự sảy ra hoặc nếu sảy ra thì làm môi trường xung quanh có thay đổi, được gọi là quá trình bất thuận nghịch hay không cân bằng.
Ví dụ: Quá trình truyền nhiệt, biến đổi công thành nhiệt,….
Các quá trình xảy ra trong tự nhiên thường là bất thuân nghịch.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
1.3. Gradien (grad):
- Khái niệm: Gradien của một đại lượng vật lý là đại lượng có trị số bằng độ biến thiên của đại lượng đó trên một đơn vị dài:
gradU =
Dạng véc tơ:
với là véc tơ đơn vị theo chiều U tăng.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
1.3. Gradien (grad):
Ví dụ:
+ Gradien của nồng độ: gradC =

+ Gradien của điện thế: gradV =

- Trong tế bào sống luôn tồn tại nhiều loại gradien, nó là một đặc trưng cho tế bào sống:
+ Gradien nồng độ hình thành do sự phân bố không đồng đều của các chất hữu cơ và vô cơ giữa các phần của tế bào hoặc trong và ngoài tế bào
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC

1.3. Gradien (grad):
+ Gradien thẩm thấu hình thành do chênh lệch áp suất thẩm thấu, đặc biệt là áp suất thẩm thấu keo giữa bên trong và ngoài tế bào.
+ Gradien màng tạo ra do phân bố không đồng đều các chất có phân tử lượng khác nhau ở hai phía màng tế bào mà nguyên nhân là do màng tế bào có tính bán thấm, chúng cho các phân tử nhỏ đi qua dễ dàng, nhưng các phân tử có phân tử lượng lớn thì rất khó thấm vào hoặc giải phóng ra khỏi tế bào.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
1.3. Gradien (grad):
+ Gradien độ hòa tan xuất hiện ở hai pha không trộn lẫn, do sự hòa tan các chất của hai pha khác nhau (như pha lipit và protein trong tế bào,…)
+ Gradien điện thế xuất hiện do sự chênh lệch về điện thế ở hai phía màng tế bào, khi có phân bố không đều các ion như Na+, K+,…
+ Gradien điện hóa gồm tổng gradien nồng độ và gradien điện thế, xuất hiện khi có sự phân bố không đều các hạt mang điện ở trong và ngoài tế bào.
Nói chung, khi tế bào chết thì gradien mất đi.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
§2. Nguyên lý I nhiệt động học với hệ sinh vật:
2.1. Nội năng, công, nhiệt lượng:
2.1.1. Nội năng:
Nội năng (U) của một hệ nhiệt động là toàn bộ năng lượng chứa trong hệ. Năng lượng chứa trong hệ gồm năng lượng chuyển động nhiệt, năng lượng dao động của các phân tử, nguyên tử, năng lượng chuyển động của các electrron, năng lượng hạt nhân,… Như vậy, năng lượng tương tác của hệ với bên ngoài và động năng chuyển dộng của cả hệ không được tính vào nội năng.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.1.1. Nội năng:
Mỗi trạng thái của hệ tương ứng có một nội năng xác định, khi hệ thay đổi trạng thái thì nội năng thay đổi; Nói cách khác nội năng là hàm trạng thái của hệ.
Nếu hệ thực hiện một quá trình kín và trở về trạng thái ban đầu thi độ biến thiên nội năng ΔU = 0.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.1.2. Công:
Công (A) là số đo phần năng lượng trao đổi giữa hai hệ sau quá trình tương tác mà kết quả là làm thay đổi mức độ chuyển động định hướng của một hệ nào đó.
Ví dụ:
Hệ khí trong xy lanh dãn nở đẩy pit tông chuyển động thì hệ khí đã truyền cho pít tông năng lượng dưới dạng công,
Khi đá một quả bóng làm nó chuyển động thì quả bóng đã nhận được năng lượng dưới dạng công.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.1.2. Công:
Công phụ thuộc vào quá trình biến đổi, nếu hệ ở một trạng thái xác định không có trao đổi năng lượng thì công bằng không.
Trong hệ sinh học cũng luôn tồn tại các quá trình thực hiện công. Công sinh học là công mà cơ thể sinh vật sinh ra trong quá trình sống của chúng. Công sinh học có nhiều dạng
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Công sinh học
- Do cơ thể sinh ra khi có sự dịch chuyển các bộ phận, các cơ quan trong nội bộ cơ thể sinh vật hoặc toàn bộ cơ thể sinh vật.
Ví dụ:
+ Công sinh ra khi hô hấp là công được thực hiện bởi các cơ hô hấp để thắng tất cả các lực cản khi thông khí. Công của tim thực hiện khi đẩy máu vào mạch và đẩy máu chuyển động theo một chiều xác định,…
+ Công sinh ra khi động vật chạy, khi côn trùng bay,…
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Công sinh học:
Ví dụ:
Công tổng hợp các chất cao phân tử sinh vật từ các phân tử có phân tử lượng thấp hơn như tổng hợp protein, axit amin, axit nucleic từ mononucleotit hay tổng hợp gluxit từ monosacarit,…
- Công điện sinh ra khi xuất hiện điện thế sinh vật, khi dẫn truyền xung thần kinh,…
- Công vận chuyển các chất ngược chiều gradien nồng độ, công vận chuyển các ion ngược chiều grdien điện thế,…
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.1.3. Nhiệt lượng
Nhiệt lượng (Q) là số đo phần năng lượng trao đổi giữa hai hệ sau quá trình tương tác thông qua sự trao đổi trực tiếp năng lượng giữa các phân tử chuyển động hỗn loạn trong các hệ đó. Ví dụ:
Phần năng lượng truyền từ vật nóng cho vật lạnh khi tiếp xúc nhau là nhiệt lượng.
Nhiệt lượng cũng phụ thuộc quá trình biến đổi.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.2. Nguyên lý I nhiệt động học:
Nguyên lý I nhiệt động học là định luật bảo toàn năng lượng áp dụng cho quá trình nhiệt
Phát biểu: Nhiệt lượng mà hệ nhận được trong một quá trình bằng tổng công mà hệ sinh ra cộng với độ biến thiên nội năng của hệ
Biểu thức: Q = A + Δ U
Quá trình biến đổi vô cùng nhỏ: ƏQ = ƏA + dU
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.2. Nguyên lý I nhiệt động học:
Nếu một hệ không nhận nhiệt lượng (Q = 0) mà liên tuc sinh công (A > 0) hoặc liên tục sinh công lớn hơn nhiệt lượng nhận vào (A > Q) thì ΔU = Q - A < 0 tức là U giảm dần đến hết nội năng (U = 0) thì dừng.
Vậy theo nguyên lý I: Không thể chế tạo động cơ vĩnh cửu loại I liên tục sinh công mà không nhận nhiệt lượng hoặc liên tục sinh công lớn hơn nhiệt lượng nhận vào.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.3. Nguyên lý I nhiệt động học áp dụng cho chuyển hóa hóa học:
2.3.1. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học:
- Khái niệm: Hiệu ứng nhiệt dQ của phản ứng hóa học là lượng nhiệt hệ sinh ra trong phản ứng: dQ = - Q
- Xét phản ứng diễn ra trong điều kiện đẳng tích thì A = 0 nên dQv = -Q = -dU
Vậy: Hiệu ứng nhiệt trong quá trính đẳng tích bằng độ giảm nội năng của hệ.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.3.1. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học:
- Xét phản ứng diễn ra trong điều kiện đẳng áp:
dQp = -Q = - dU – PdV = -d(U + PV) = -dH
Đại lượng H = U + PV gọi là entanpi của hệ.
Vậy: Hiệu ứng nhiệt trong quá trình đẳng áp bằng độ giảm entanpi của hệ.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.3.2. Định luật Hertz:
Khi áp dụng nguyên lý I cho các chuyển hóa hóa học, Hertz đưa ra đinh luật:
Hiệu ứng nhiệt của các chuyển hóa hóa học xảy ra qua các quá trình trung gian chỉ phụ thuộc vào dạng và trạng thái của các chất ban đầu và chất cuối mà không phụ thuộc vào các quá trình trung gian.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.3.2. Định luật Hertz:
Định luật Hertz có ý nghĩa cho phép xác định hiệu ứng nhiệt của các phản ứng mà vì lý do nào đó không thể xảy ra trong điều kiện thí nghiệm hoặc không thể đo trực tiếp được hiệu ứng nhiệt của nó.
Định luật cũng giúp khẳng định một phản ứng nào đó có xảy ra qua các phản ứng trung gian hay không.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.3.2. Định luật Hertz:
Ví dụ:
Ta không thể xác định được hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy cacbon (C) ở thể rắn thành oxitcacbon (CO) ở thể khí vì trong quá trình đốt luôn có kèm theo một lượng khí CO2 thoát ra.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.3.2. Định luật Hertz:
Ví dụ:
Tuy nhiên có thể xác định được hiệu ứng nhiệt của hai phản ứng:
Crắn + O2 khí CO2 + 97 kcal/mol
COrắn + O2 khí CO2 khí + 68 kcal/mol
Từ hai phản ứng có:
Crắn + O2 khí CO khí + 29 kcal/mol
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.3.2. Định luật Hertz:
Ví dụ:
Khi đốt cháy trực tiếp 1 mol glucoza thành CO2 và H2O thì tỏa ra 688 kcal.
Trong tế bào cũng có quá trình oxy hóa glucoza và tạo ra sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O nên theo định luật cũng tỏa ra nhiệt lượng 688 kcal;
Nhưng tế bào không bị cháy vụn ra bởi lẽ nhiệt lượng đó tỏa ra dần dần qua gần 20 phản ứng enzim trung gian để tạo ra CO2 và H2O.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.4. Nguyên lý I nhiệt động học với hệ sinh học:
Theo nguyên lý I thì năng lượng mà hệ kín trao đổi với môi trường hoặc biến đổi thành dạng năng lượng khác luôn có sự tương đương về số lượng; Trao đổi năng lượng trong hệ sinh vật cũng phải tuân theo nguyên lý này.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.4. Nguyên lý I nhiệt động học với hệ sinh học:
Thực nghiệm cũng chứng tỏ: Sự ion hóa các chất dinh dưỡng trong cơ thể sinh vật sẽ cho một nhiệt lượng đúng bằng nhiệt lượng mà cơ thể đã tiêu hao khi dùng lượng dinh dưỡng đó.
Ví dụ: Xét sự cân bằng nhiệt lượng ở người sau một ngày đêm được kết quả sau:
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.4. Nguyên lý I nhiệt động học với hệ sinh học:
Ví dụ:
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
2.4. Nguyên lý I nhiệt động học với hệ sinh học:
Ví dụ:
Như vậy, cơ thể sinh vật đã tiêu hao năng lượng đúng bằng năng lượng nhận vào chứ cơ thể sinh vật không phải là nguồn tự tạo ra năng lượng. Nói cách khác, sinh vật muốn sinh công và duy trì sự sống thì phải trao đổi năng lượng với bên ngoài, nhận năng lượng từ bên ngoài.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Nguyên lý I nhiệt động học với hệ sinh học:
Nếu hệ sinh vật nhận năng lượng dưới dạng nhiệt năng và sinh công như một động cơ nhiệt thì hiệu suất sẽ là:

h = (1)

Với T1 là nhiệt độ nguồn nóng, T2 là nhiệt độ nguồn lạnh.




BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Nguyên lý I nhiệt động học với hệ sinh học:
Trong điều kiện nhiệt độ môi trường T2= 25 0C = 298 0K

với hiệu suất khoảng 30% theo (1) nhiệt

độ của nguồn cung cấp nhiệt (là tế bào trong cơ thể) phải có nhiệt độ T1 = = 447 0K = 174 0C .
Điều này không phù hợp với thực tế vì các phân tử protein có trong thành phần tế bào sẽ bị biến tính và không thực hiện được các chức năng sinh học ngay ở nhiệt độ 40 60 0C.


BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Nguyên lý I nhiệt động học với hệ sinh học:
Vậy hệ sinh vật không thể sinh công nhờ nhận nhiệt lượng của môi trường mà phải nhận năng lượng dưới dạng đặc biệt là hóa năng.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Một số ví dụ:
- Năng lượng dùng để thực hiện công trong quá trình co cơ lấy trực tiếp từ ATP. Lượng ATP có sẵn trong cơ không nhiều….
- Hoạt động của cơ tim đòi hỏi phải cung cấp năng lượng và năng lượng này cũng lấy từ ATP, ….
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
§3. Nguyên lý II nhiệt động học:
3.1. Entropi:
- Khi nghiên cứu về khả năng xuất hiện các trạng thái khác nhau của một hệ nhiệt động, người ta đưa ra khái niệm xác suất nhiệt động học W: Xác suất nhiệt động học của một trạng thái đặc trưng cho khả năng xuất hiện trạng thái đó, trạng thái nào của hệ nhiệt động có W càng lớn thì khả năng xuất hiện trạng thái ấy càng cao.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.1. Entropi:
Đối với hệ nhiệt động cô lập là hệ khí thì trạng thái có sự phân bố các phân tử càng hỗn loạn sẽ có khả năng xuất hiện càng nhiều, W càng lớn và trạng thái phân bố đồng đều có phân bố hỗn loạn nhất sẽ có W lớn nhất.
Đại lượng S = klnW được gọi là entropi của hệ, trong đó k là hằng số Boltzmann.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Theo định nghĩa này thì trạng thái có S càng lớn càng dễ xảy ra. Entropi cũng đặc trưng cho mức độ hỗn loạn hay trật tự về phân bố của hệ nhiệt động và quá trình biến đổi của hệ nhiệt động từ trạng thái phân bố trật tự sang trạng thái phân bố đồng đều, hỗn loạn hơn sẽ tương ứng có entropi tăng.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
- Nếu gọi T là nhiệt độ tuyệt đối của hê, Q là nhiệt lượng mà hệ trao đổi trong một quá trình thì entropi S của hệ còn được định nghĩa là một đại lượng sao cho độ biến đổi của nó trong quá trình đó: dS =

- Entropi là hàm trạng thái, chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.2. Nguyên lý II nhiệt động học:
Nguyên lý II nhiệt động học được rút ra từ thực nghiệm và có nhiều cách phát biểu khác nhau:

- Phát biểu của Clausiut: Nhiệt lượng không thể truyền tự động từ vật lạnh sang vật nóng hơn

- Phát biểu của Tomxon: Không thể chế tạo động cơ vĩnh cửu loại 2 là động cơ hoạt động tuần hoàn biến đổi liên tục nhiệt lượng thành công mà chỉ tiếp xúc với một nguồn nhiệt duy nhất và môi trường xung quanh không chịu một sự thay đổi đồng thời nào.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.2. Nguyên lý II nhiệt động học:
- Quá trình diễn biến trong hệ cô lập xảy ra theo chiều entropi của hệ không giảm: ΔS ≥ 0,
(độ biến thiên entropi ΔS> 0 với quá trình bất thuận nghịch và ΔS = 0 với quá trình thuận nghịch).
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.2. Nguyên lý II nhiệt động học:
Nguyên lý II cho phép xác định chiều diễn biến của quá trình nhiệt, đồng thời cũng cho thấy mọi quá trình biến đổi nhiệt lượng thành công (trong động cơ nhiệt) thì chỉ được một phần và luôn kèm theo hao phí một phần dưới dạng nhiệt lượng truyền cho các vật khác và môi trường. Như vậy quá trình biến đổi nhiệt lượng thành công là bất thuận nghịch và hao phí năng lượng càng lớn nếu quá trình đó có tính bất thuận nghịch càng cao, hiệu suất càng nhỏ hơn 100%.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.3. Năng lượng tự do:
Từ nguyên lý I có: dU = ƏQ - ƏA ;
Mặt khác: dS = Nên: dU = TdS - ƏA ƏA = dU – TdS
Trong điều kiện đẳng nhiệt (T= const)
Công mà hệ thực hiện: - ƏA = dU – d(TS) = d(U- TS)
Đại lượng: U-TS = F gọi là năng lượng tự do.
F cũng là thông số trạng thái, là hàm phụ thuộc vào trạng thái của hệ.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.3. Năng lượng tự do:
Từ trên ta có : U = F + TS. Như vậy:
+ Năng lượng tự do F chính là phần nội năng của hệ được dùng để sinh công có ích
+ TS là năng lượng liên kết, là phần nội năng sẽ bị hao phí dưới dạng nhiệt.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.3. Năng lượng tự do:
Ta có độ biến đổi của năng lượng tự do là: ΔF = Δ U – T. Δ S
Ở điều kiện đẳng nhiệt, hệ có nội năng xác định, quá trình tự diễn biến trong hệ cô lập sảy ra theo chiều entropi tăng ΔS> 0 nên tương ứng với ΔF < 0 tức là năng lượng tự do giảm.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.3. Năng lượng tự do:
Các quá trình hóa sinh ở hệ sinh vật sảy ra trong điều kiện đẳng áp, đẳng nhiệt, nên thay cho F người ta dùng thế nhiệt động Z, với : ΔZ = Δ H – T. ΔS
ΔH là độ biến đổi entanpi của hệ, được xác đinh theo hệ thức:
H = U + p.V
tức là H có cùng trị số nhưng ngược dấu với hiệu ứng nhiệt của phản ứng; Điều này có nghĩa là hiệu ứng nhiệt dương thì entanpi của hệ giảm và ngược lại.
ΔZ tương đương với ΔF vì trong các quá trình hóa sinh, độ biến đổi thể tích V nhỏ không đáng kể, nên ΔH = ΔU và ΔZ = ΔF.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.3. Năng lượng tự do:
Thế nhiệt động Z (hay năng lượng tự do trong quá trình đẳng áp) là một chỉ tiêu quan trọng cho biết chiều diễn biến của các quá trình ở trong hệ sinh vật: Các quá trình luôn diễn biến theo chiều giảm năng lượng tự do của hệ (ΔZ < 0) cho đến khi năng lượng tự do đạt cực tiểu.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.4. Nguyên lý II với hệ sinh vật:
Theo nguyên lý II, mọi hệ biến nhiệt lượng thành công (động cơ nhiệt) luôn có hiệu suất nhỏ hơn 100%.
Quá trình sống trong hệ sinh vật cũng không thoát khỏi điều đó; Bởi vì các quá trình sống trong hệ sinh vật luôn kèm theo sự hao phí năng lượng dưới dạng nhiệt và là các quá trình bất thuận nghịch.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.4. Nguyên lý II với hệ sinh vật:
Một số ví dụ:
Quá trình hô hấp ưa khí là quá trình phân hủy 1 mol glucoza thành CO2 và H2O trong điều kiện có oxy, sẽ tạo ra 38 phân tử ATP (adenozin triphotphat). Muốn tạo được 1 phân tử ATP cần khoảng 8 kcal, như vậy để tạo ra 38 phân tử ATP cần 304 kcal, trong khi đó nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy trực tiếp 1 mol glucoza là 688 kcal. Vậy hiệu suất sinh học của 1 mol glucoza là: 44 %.
Thực tế thì năng lượng này còn bị hao phí dưới dạng nhiệt qua một loạt quá trình hóa sinh khác nhau, nên hiệu suất thực tế chỉ khoảng 4 đến 10% .
Tương tự, hiệu suất của quá trình co cơ khoảng 30%, quá trình quang hợp khoảng 70%.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.4. Nguyên lý II với hệ sinh vật:
Nguyên lý tăng entropi có vai trò thế nào với các quá trình sinh học?
- Vai trò của entropi về chiều diễn biến của quá trình:
Nguyên lý tăng etropi được thiết lập với hệ cô lập, trong khi đó hệ sống là hệ mở. Nếu xét hệ tổng thể của cả hệ sống và môi trường thì enttropi của hệ tổng thể tăng, tức là tuân theo nguyên lý tăng entropi; Nếu chỉ xét riêng hệ sống thì entropi có thể tăng, giảm hoặc không đổi.
Điều này có nghĩa là trong hệ sinh vật sống có thể sảy ra quá trình giảm entropi, nhưng quá trình đó luôn được bù lại bởi các quá trình tăng entropi ở các phần khác, xảy ra ngay trong hệ sống hoặc xảy ra ở ngoài môi trường.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Nguyên lý tăng entropi có vai trò thế nào với các quá trình sinh học?
Mặc dù trong hệ sinh vật luôn có các quá trình biến đổi kèm theo sự biến đổi entropi, nhưng entropi không còn đóng vai trò quyết định chiều hướng diễn biến của các quá trình sinh học.
Chiều hướng chung của mọi hoạt động sống bị chi phối bởi một quy luật khác: Quy luật tiến hóa của sinh giới.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Nguyên lý tăng entropi có vai trò thế nào với các quá trình sinh học?
Vai trò của entropi liên quan đến tính trật tự của hệ:
Entropi là thước đo mức độ hỗn loạn về phân bố phân tử của hệ, phân bố của hệ càng hỗn loạn thì entropi của hệ càng lớn và ngược lại.
Với hệ nhiệt động vật lý là chất lỏng thì quá trình đông đặc đưa các phân tử đến trạng thái sắp xếp tại những vị trí xác định, tính hỗn loạn giảm, tính trật tự tăng lên, quá trình này tỏa nhiệt và entropi giảm. Nguyên nhân sự thay đổi entropi ở quá trình trên là do sự thay đổi chuyển động nhiệt của phân tử và tương tác giữa các phân tử của hệ.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Đối với hệ sinh vật, thuyết tiến hóa của Đacuyn cho thấy cấu trúc của cơ thể động vật, thực vật ngày càng hoàn chỉnh, tinh vi, trật tự hơn và sự phối hợp giữa các quá trình sống trong cơ thể sinh vật cũng hoàn thiện hơn tương ứng với entropi giảm.
Tuy nhiên tính trật tự trong hệ sinh vật không phải là kết quả của chuyển động phân tử đơn giản mà là kết quả của sự tiến hóa, bị chi phối bởi các quy luật sinh vật.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.5. Trạng thái dừng của hệ mở:
Áp dụng nguyên lý II cho các quá trình xảy ra trong hệ sinh vật có những điểm khác so với các hệ nhiệt động cô lập, bởi hệ sinh vật sống chính là một hệ mở.
- Với hệ mở thì độ biến đổi entropi ΔS gồm hai phần:
= +

Thành phần là do các quá trình bất thuận nghịch
trong bản thân hệ gây ra,

Thành phần là do các quá trình trao đổi vật chất
và năng lượng của hệ với môi trường.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.5. Trạng thái dừng của hệ mở:
Vì các quá trình sảy ra trong hệ sinh vật là bất thuận nghịch nên
> 0,

thành phần có thể dương, âm hoặc bằng 0.

+ Nếu > 0 thì = + > 0 và entropi

của hệ tăng theo đúng nguyên lý II.

+ Nếu = 0 thì = > 0 tức là entropi của

hệ tăng khi trong hệ sảy ra các quá trình bất thuận nghịch.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.5. Trạng thái dừng của hệ mở:
Nếu < 0 mà < thì > 0 tức là

entropi của hệ tăng còn < thì < 0
tức là entropi của hệ giảm; Điều này chỉ có thể sảy ra nếu ở môi trường ngoài có các quá trình khác mà entropi tăng một cách tương ứng để bù lại sự giảm entropi của hệ mở, sao cho entropi tổng thể của hệ và môi trường tăng.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.5. Trạng thái dừng của hệ mở:
Tóm lại: Nhờ sự trao đổi vật chất và năng lượng của hệ mở với môi trường mà quá trình có giảm entropi (trái với nguyên lý II) được khắc phục.
Trạng thái dừng của hệ mở là trạng thái
mà ở đó = + = 0 nên entropi
của hệ không đổi (S = const).
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.5. Trạng thái dừng của hệ mở:
So sánh trạng thái dừng của hệ mở với trạng thái cân bằng nhiệt động:
+ Giống nhau: Cả hai trạng thái đều có các tham số không đổi theo thời gian.
+ Khác nhau: Phương pháp duy trì trạng thái:
Ở trạng thái cân bằng nhiệt động thì = 0 do
hệ chỉ xảy ra các quá trình thuận nghịch cân
bằng với entropi không đổi ( = 0) đồng thời hệ
không trao đổi vật chất và năng lượng với bên

ngoài ( = 0)
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.5. Trạng thái dừng của hệ mở:
Ở trạng thái dừng của hệ mở thì chính nhờ sự trao đổi vật chất và năng lượng với bên ngoài nên độ tăng entropi của thành phần trong hệ ( ) đã được bù bởi
độ giảm entropi của thành phần trao đổi với môi trường ( ); Kết quả là cũng có
= 0 hay S = const.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.5. Trạng thái dừng của hệ mở:
Bảng so sánh
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
3.5. Trạng thái dừng của hệ mở:
Bảng so sánh (tiếp theo)

BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
§4. Ứng dụng các nguyên lý nhiệt động học vào quá trình hóa sinh:
4.1. Xác định các thông số nhiệt động học:

- Trước hết xác định độ biến đổi năng lượng tự do (ΔF) hay thế nhiệt động (ΔZ), vì đây là phần nội năng có khả năng biến thành các loại công sinh học có ích như công cơ học, công tổng hợp các chất và công vận chuyển các chất.
Trong điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp, công A mà hệ thực hiện luôn nhỏ hơn hoặc bằngđộ giảm năng lượng tự do: A Z1 – Z2 .
Dấu bằng xảy ra nếu quá trình là thuận nghịch, khi đó A đạt cực đại: A = Z1 – Z2 = Amax
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
4.1. Xác định các thông số nhiệt động học:
Nếu quá trình bất thuận nghịch thì có một phần năng lượng hao phí dưới dạng nhiệt, nên A < Amax.
Với quá trình hóa sinh, người ta thường xác định độ biến đổi năng lượng tự do Z, đây là đại lượng quan trọng, vì từ Z sẽ xác đinh được:
+ Công lớn nhất có thể sinh ra trong một quá trình.
+ Chiều hướng diễn biến của một quá trình: Nếu ΔZ < 0 (năng lượng tự do giảm) thì quá trình tự diễn biến.
Nếu Δ Z > 0 thì quá trình không tự xảy ra; muốn quá trình xảy ra thì phải đi kèm với một quá trình khác có độ giảm năng lượng tự do Δ Z < 0 để bù trừ với độ tăng năng lượng tự do của hệ.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Phương pháp xác định Z
+ Tìm Z dựa vào hằng số cân bằng của phản ứng:
Với mỗi phản ứng ,tìm hằng số cân bằng (KCB), sau đó tìm Z theo công thức: Z = - RT ln KCB.
Nếu các chất tham gia phản ứng và các sản phẩm của phản ứng đềo có nồng độ là 1M, ở nhiệt độ 25 0C thì Z gọi là độ biến đổi năng lượng tự do chuẩn, ký hiệu là Z0. Ở các điều kiện nồng độ và nhiệt độ khác thì Z sai khác Z0 chừng vài kcal/mol.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Phương pháp xác định Z
+ Tìm Z dựa vào bảng Z0 cho sẵncủa các hợp chất:
Đầu tiên tính Z của các thành phần trong hệ và áp dụng tính chất cộng được của Z, Z0 để tính Z, Z0 của cả hệ.
Ví dụ:
Tính Z0 của phản ứng oxy hóa axit panmitic thành CO2 và H2O. Nếu tra bảng, ta biết được:
Quá trình tạo axit pamitic: C16H32O2 = 16C + 16H2 + O2
có Z0 = - 80 kcal/mol
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Phương pháp xác định Z
Ví dụ:
Quá trình tạo CO2: 16C + 16O2 = 16CO2
có Z0 = - 94,26 kcal/mol
Quá trình tạo H2O: 16H2 + 8O2 = 16H2O
có Z0 = - 56,69 kcal/mol
Cộng 3 phản ứng trên có:
C16H32O2 = 23O2 = 16CO2 + 16H2O
có Z0 = 80 + 16 (-94,26) + 16 (-56,69) = -2335,2 kcal/mol
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Phương pháp xác định Z
+ Tính Z, Z0 dựa theo thế oxy hóa khử:
Phản ứng oxy hóa khử là phản ứng trong đó electron (e-) được chuyển vận từ chất cho e- (chất khử) đến chất nhận e- (chất oxy hóa).
Quá trình cho e- của một chất gọi là quá trình oxy hóa chất đó
Quá trình nhận e- của một chất gọi là quá trình khử chất đó
Một chất oxy hóa khử gồm chất cho và chất nhận e- được đặc trưng bởi tỷ số:

được ký hiệu là: Nếu tỷ số này lớn thì chất đó
có tính oxy hóa, nếu tỷ số này nhỏ thì chất có tính khử.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Ví dụ:
Nhúng điện cực bằng kim loại trơ như platin, vàng,… vào dung dịch oxy hóa khử như dung dịch chứa muối FeCl2 và muối FeCl3 trong dung dịch sẽ sảy ra phản ứng oxy hóa khử : Fe2+ Fe3+ + e-
Khi đó điện cực sẽ tích điện dương hoặc âm. Điện thế này được gọi là điện thế oxy hóa khử. Nếu nối điện cực này với điện cực so sánh chuẩn thì sẽ xuất hiện một dòng điện và hiệu điện thế giữa hai cực được xác định bởi công thức:
E = E0 + ln
Ở đây R là hằng số khí lý tưởng, T là nhiệt độ tuyệt đối, n là số e- trao đổi, F là số Faraday, E0 là thế oxy hóa khử chuẩn.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Ví dụ:
Nếu n = 2 thì E = E0 + 0,03 ln .
Khi = thì E = E0
Một hệ có E0 lớn hơn sẽ có tính chất oxy hóa hơn so với hệ có E0 nhỏ.
Chẳng hạn ta xét 2 hệ A và B với hệ A có E0 = 0,350V và hệ B có E0 = 0,175V.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Ví dụ:
Ở trạng thái cân bằng thì EA = EB , nên:

0,350 + ln = 0,175 + ln

ΔE0 = 0,350 – 0,175 = 0,175 = ln

Trong đó = KCB

ΔE0 = lnKCB
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Ví dụ:
Mặt khác, ta đã có ΔZ = - RTlnKCB
Δ Z = - nF.ΔE0
Với E0 = 0,175 > 0 Δ Z < 0 và quá trình sẽ tự diễn biến theo chiều hướng oxy hóa hệ B.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
Tìm độ biến đổi entanpi H:
Do hiệu ứng nhiệt của phản ứng : ΔQ = - Δ H nên xác định trực tiếp hiệu ứng nhiệt Δ Q của phản ứng sẽ suy ra Δ H.
Ngoài ra có thể tìm sự phụ thuộc của hằng số cân bằng của phản ứng vào nhiệt độ và dựa vào phương trình đẳng áp để tìm Δ Q:

= - Và có thể tìm Δ S theo phương
trình: Δ Z = Δ H – T. Δ S.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
4.2. Năng lượng tự do trong quá trình thủy phân
Trong hóa sinh thì năng lượng tự do của quá trình tạo chất trong đó có sự làm đứt mối liên kết cũ để tạo các liên kết mới không quan trọng bằng loại năng lượng tự do của phản ứng trong đó có sự chuyển nhóm nguyên tử giữa các hợp chất theo kiểu phản ứng trao đổi.
Phản ứng thủy phân là một kiểu phản ứng trong đó có sự chuyển nhóm nguyên tử giữa phân tử của chất bị thủy phân và phân tử H2O.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
4.2. Năng lượng tự do trong quá trình thủy phân
Ví dụ: Phản ứng thủy phân glixin – glixin:

NH2 – CH2 – CO –– NH – CH2 –COOH + HOH 2NH2 – CH2 - COOH
(I) (II)
nhóm (I) được vận chuyển đến hydroxyl của phân tử H2O, còn H của phân tử H2O được chuyển đến nhóm (II) của phân tử glixin – glixin.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
4.2. Năng lượng tự do trong quá trình thủy phân
Những hợp chất mà khi thủy phân giải phóng ra năng lượng tự do từ 7 đến 10 kcal/mol được gọi là các hợp chất giàu năng lượng.
Một hợp chất giàu năng lượng điển hình, tồn tại trong thế giới sinh vật, từ cơ thể đơn bào đến động thực vật bậc cao là ATP (adenozin triphotphat).
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
4.2. Năng lượng tự do trong quá trình thủy phân
Cấu tạo phân tử ATP có thể biểu diễn tóm tắt:
O O O

ademin – riboza – P – O ~ P – O ~ P – OH

OH OH OH
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
4.2. Năng lượng tự do trong quá trình thủy phân
Các liên kết P – O gọi là liên kết thường, khi thủy phân chỉ cho ΔZ = - 2,5 kcal/mol.
Liên kết O ~ P là liên kết giàu năng lượng. Khi thủy phân thì nhóm photphat cuối cùng của ATP được chuyển đến nhóm OH của H2O để tạo axit photphoric và ADP (adenozin – diphotphat).
Trong điều kiện chuẩn pH = 7,0 ,nhiệt độ t = 37 0C, nồng độ các chất phản ứng và sản phẩm phản ứng là 0,1M với sự có mặt của ion Mg2+ thì phản ứng thủy phân ATP tự diễn biến, cho ΔZ = - 7,3 kcal/mol. Phản ứng xảy ra trong nội bào cho ΔZ đạt tới -12 kcal/mol.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
4.2. Năng lượng tự do trong quá trình thủy phân
Khi nghiên cứu sự phân bố các п- (electron п) của phân tử ATP người ta thấy mạch chính mang điện (+) là : - +P - +O - +P - +O và chính lực đẩy tĩnh điện giữa các điện tích (+) sẽ làm tăng năng lượng được giải phóng khi ATP bị thủy phân, còn 4 nhóm hudroxyl do bị phân ly mạnh nên quanh mạch chính sẽ tích điện (-) là: P- O ~ P – O ~ P – O –

O- O- O-
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
4.2. Năng lượng tự do trong quá trình thủy phân
Vì lớp điện tích âm có tác dụng bảo vệ, nhờ đó mặc dù ATP có ΔZ với giá trị âm cao, nhưng nó vẫn khá bền vững trong dung dịch nước.
Qua nghiên cứu năng lượng tự do trong quá trình thủy phân ta thấy:
Về phương diện nhiệt động học, ΔZ mới là chỉ tiêu cần mà chưa đủ, nó cho phép đánh giá khả năng tự diễn biến của một quá trình, song phản ứng có tự sảy ra được hay không còn phụ thuộc vào các điều kiện cấu trúc, điều kiện nhiệt động,…
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
§5. Chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh vật:
5.1. Nhu cầu năng lượng:

Năng lượng là nhu cầu tuyệt đối cúa sự sống, mọi hoạt động sống của tế bào và cơ thể động thực vật đều cần năng lượng:
- Năng lượng tiêu tốn cho quá trình tổng hợp chất, cho quá trình vận chuyển các nội chất trong tế bào, vận chuyển các chất ngược chiều gradien qua màng sinh học hay các kiểu vận động của tế bào, của cơ thể sinh vật.
- Năng lượng cần thiết để sản xuất nhiệt lượng cho cơ thể.
- Năng lượng cần thiết cho các quá trình điện của tế bào và cơ thể, như tạo ra sự tích điện trên màng sinh chất, thậm chí gây phóng điện đẻ bảo vệ cơ thể trước kẻ thù (ở một số loài lươn, cá),…
- Năng lượng để tạo ra sự phát quang (ở một số loài cá biển, đom đóm,…)
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
5.2. Chuyển giao năng lượng trong tế bào:
Tế bào là đơn vị nhỏ nhất của sự sống. Quá trình trao đổi chất ở tế bào gồm hai quá trình ngược nhau cùng song song tồn tại, đó là quá trình đồng hóa và dị hóa.
Xét hai quá trình đó về mặt năng lượng:
- Quá trình dị hóa gồm một loạt các phản ứng men phân hủy các cao phân tử chất hữu cơ như gluxit, lipit, protein hay các chất đơn giản hơn như axit pyruvic, axit axetic, CO2, amoniac, H2O, urê,…Quá trình dị hóa giải phóng ra năng lượng. Xét về entropi thì quá trình dị hóa có entropi tăng; Chẳng hạn phản ứng oxy hóa glucoza chuyển một phân tử có mức trật tự cao, S bé thành các sản phẩm CO2 và H2O có S lớn hơn.
- Quá trình đồng hóa là quá trình tổng hợp các chất của tế bào như gluxit, prrotein, lipit, axit nucleic từ các chất đơn giản hơn. Quá trình tổng hợp này dẫn đến tăng kích thước, tính trật tự của phân tử, nên có entropi giảm và tiêu tốn năng lượng.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
5.2. Chuyển giao năng lượng trong tế bào:
Quá trình chuyển giao năng lượng trong tế bào thực hiện như sau:
Năng lượng được giải phóng ra trong quá trình dị hóa không được tế bào sử dụng trực tiếp, mà trước hết được cất giữ trong các liên kết giàu năng lượng của ATP. Phân tử ATP sau đó có thể khuếch tán đến nơi mà tế bào cần năng lượng; Tại đây, nhóm photphat của ATP được vận chuyển đến phân tử chất nhận là phân tử H2O, đồng thời năng lượng đã cất giữ sẽ được giải phóng, cung cấp cho tế bào để thực hiện các công sinh học có ích. Do vậy ATP được gọi là nguồn năng lượng di động của tế bào.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
5.2. Chuyển giao năng lượng trong tế bào:
Trong tế bào còn có một hình thức chuyển giao năng lượng khác:
Từ các phản ứng oxy hóa khử trong quá trình dị hóa đến các phản ứng tổng hợp chất trong quá trình đồng hóa, đó là quá trình vận chuyển electron giàu năng lượng (ký hiệu là ẽ ). Khi cần tổng hợp các phân tử giàu hydro (như axit béo và colesteron) thì cần phải có hydro và ẽ để khử liên kết đôi. Các ẽ được bứt ra từ các phản ứng oxy hóa trong quá trình dị hóa sẽ được chuyển giao cho các nhóm khử là các nhóm có liên kết đôi C = C hoặc C = O với sự giúp đỡ của một số cophecmen, trong đó quan trọng nhất là NAD.P (nicotinamit-ademin-dinucleic photphat). Như vậy NAD.P đóng vai trò chất vận chuyển các ẽ giàu năng lượng sinh ra trong các phản ứng của quá trình dị hóa đến phản ứng cần ẽ trong quá trình đồng hóa.
BÀI GIẢNG LÝ SINH
CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC
5.3. Sự trao đổi năng lượng trong hệ sinh vật:
Nguồn năng lượng cho thế giới sinh vật trên trái đất là mặt trời. Mặt trời phát năng lượng dưới dạng bức xạ điện từ với các bước sóng khác nhau nhưng chỉ khoảng 30% năng lượng của bức xạ đến được trái đất còn lai bị lớp khí quyển bao quanh trái đất hấp thụ. Với 30 % năng lượng đến được trái đất thì phần lớn số đó biến thành nhiệt, một phần biến thành năng lượng bức xạ phát trở lại vào vũ trụ dưới dạng bức xạ hồng ngọai, một phần làm bốc hơi nước, tạo ra các �