phần năng lượng thường kí hiệu G trong hệ thức: G = H - TS; trong đó, H là entanpi; T - nhiệt độ tuyệt đối; S - entropi. Ý nghĩa của năng lượng tự do G sẽ rõ hơn nếu viết: H = G + TS; hoặc
ΔH = ΔG + TΔS, trong đó Δ chỉ độ biến thiên. Vd. đối với phản ứng:



Nếu phản ứng tiến hành bình thường thì hiệu ứng nhiệt ΔH = - 29.380 cal. Nếu phản ứng tiến hành trong nguyên tố ganvani thì một phần hoá năng chuyển thành điện năng ứng với công điện - ΔG = 26.100 cal, phần còn lại của hoá năng bắt buộc phải chuyển thành nhiệt, ứng với TΔS = - 3.280 cal. Từ đó ΔH = ΔG + TΔS = - 29.380 = - 26.100 - 3.280, có nghĩa là trong mọi quá trình thuận nghịch đẳng nhiệt chỉ một phần năng lượng của toàn bộ ΔH có thể biến thành công hữu ích ΔG (năng lượng tự do), phần còn lại buộc phải biến thành nhiệt TΔS (năng lượng ràng buộc).

Biểu thức tính: denta G= denta H – T denta S
Mối quan hệ giữa: ta thấy năng lượng tự do là 1 phần năng lượng toàn phần của hệ, phần đó trong biến đổi có thể sinh công, tồn tại dưới dạng nhiệt , làm tăng đọ hỗn loạn của hệ