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稳态非平衡系统的类自由能势的最小化

种群与进化 2009-08-25 v1 统计力学

摘要

本研究考察了非平衡热力学的一种新表述,该表述为稳态流动和/或化学反应系统的“最大熵产生”(MEP)原理提供了条件性推导。分析使用了一个用于非平衡系统的无量纲势函数 ϕst\phi_{st},类似于平衡热力学中的自由能概念。ϕst\phi_{st} 的自发降低源于系统“通量熵”(通量变异性的一种度量)或局部熵产生的增加;有条件地,取决于通量熵的行为,该表述简化为 MEP 原理。还证明了推断出的稳态在其瞬时通量和速率上表现出高变异性,这与湍流流体流动、热对流和生物系统的观测行为一致;一个后果是生态系统中能量产生者和消费者的共存。还对达到稳态的不同路径进行了分类。

关键词

引用

@article{arxiv.0908.2268,
  title  = {Minimisation of a Free-Energy-Like Potential for Non-Equilibrium Systems at Steady State},
  author = {Robert K. Niven},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0908.2268},
  year   = {2009}
}

备注

Preprint of article, Maximum Entropy Production workshop, Jena, May 2008