一种简单能量转换器的一阶不可逆热力学方法
统计力学
2016-04-19 v1
摘要
几位作者已经表明，基于有限时间热力学的耗散热循环模型展现出功率输出与效率之间的环形曲线，这与实际的耗散热机情况一致。在一阶不可逆热力学 (FOIT) 的框架下，本文表明对于由两个耦合通量组成的能量转换器，也可以找到功率输出和所谓的生态函数相对于效率的环形曲线。在之前的工作中，Stucki [J.W. Stucki, Eur. J. Biochem. vol. 109, 269 (1980)] 使用 FOIT 方法描述了线粒体内涉及 ATP 合成的氧化磷酸化的热力学性能模式。在该工作中，作者没有使用上述环形曲线，并提出氧化磷酸化通过零电导和无限电导极端状态之间的电导匹配条件，在最小熵产生和最大效率下同时处于稳态运行。在本文中，我们表明所有关于氧化磷酸化能量学的 Stucki 结果都可以在没有所谓电导匹配条件的情况下获得。另一方面，我们还表明最小熵产生状态意味着零功率输出和零效率，因此氧化磷酸化的性能并不满足该状态。我们的结果表明，氧化磷酸化性能的实际效率值更好地由一种同时最大化所谓生态函数和效率的运行模式来描述。
引用
@article{arxiv.0709.0321,
title = {A first--order irreversible thermodynamic approach to a simple energy converter},
author = {L. A. Arias-Hernández and R. T. Paez-Hernández and F. Angulo-Brown},
journal= {arXiv preprint arXiv:0709.0321},
year = {2016}
}
备注
20 pages, 7 figures, submitted to Phys. Rev. E