化学反应的精炼热力学不确定关系

热力学不确定关系阐明了电流的精度与热力学成本或耗散之间微妙的平衡，标志着统计力学、热力学和信息论交汇处一项近期且引人入胜的进展。在本研究中，我们推导了一个针对化学反应的、用吉布斯自由能和化学势表示的时间-能量不确定关系。无论反应过程中化学物质的总量是否守恒，该不等式都成立。此外，它通过确保吉布斯自由能的自发减少来支持一般的热力学框架。我们给出了热力学不确定关系的两种表述：一种基于化学物质浓度，另一种基于摩尔分数。我们使用Belousov-Zhabotinsky和Michaelis-Menten反应的模型系统数值验证了不等式的有效性。我们的不确定关系可能在测量和优化非平衡化学反应系统的热力学性质方面找到实际应用。