耦合化学反应：电场、扩散与边界控制的作用

化学反应涉及电荷运动，本工作提出一个描述电解质中化学反应的数学模型。该模型采用与经典热力学原理一致的能量变分法建立，在一致定义的能量与耗散泛函中涵盖静电学与化学反应。此外，能量变分法被推广至涉及电荷与物质输入输出开放系统。此类开放系统能够将一种输入能量形式转换为另一种输出能量形式。特别地，建立了一个双域模型来研究具有自调节与内部切换的反应系统，该系统在线粒体电子传递链中起着至关重要的作用，而后者负责ATP生成这一维持生命的关键过程。通过模拟探究了电势对双域系统内反应速率与切换动力学的影响。结果表明，电势抑制氧化反应而加速还原反应。