多资源网络中的能量传递:化学范式
分子网络
2025-07-24 v2 统计力学
摘要
我们将传统的稳态能量传递框架——通常以单一输入和输出为特征——扩展到开放化学反应网络(CRN)中的多资源传递。当化学计量平衡过程被耦合到热力学有利过程时,才会发生传递,即使这些过程因在共享CRN中相互作用而难以识别用于分析传递的相关过程集合。为此,我们引入了基于初等过程的系统程序,这些过程无法进一步分解为子过程。我们的理论概括了用于定义多热浴间热力学发动机传递效率的方法。通过选择参考平衡环境,明确了传递效率固有的相对性,并将其定义与余热相关联。这一框架还允许排除效率计算中不可使用的输出。我们进一步将化学齿轮概念扩展到多过程传递,展示了其在复杂情境中作为分析工具的多功能性。最后,我们将框架应用于中央代谢通路,揭示了其运作深层见解,突显了热力学效率与计量产率之间的关键差异。
引用
@article{arxiv.2505.01176,
title = {Energy Transduction in Complex Networks with Multiple Resources: The Chemistry Paradigm},
author = {Massimo Bilancioni and Massimiliano Esposito},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01176},
year = {2025}
}
备注
21 pages, 3 figures