化学反应网络的随机热力学
统计力学
2009-11-11 v2 软凝聚态物质
摘要
对于由主方程描述的化学反应网络，我们在随机轨迹上定义能量和熵，并沿着单条反应事件的随机轨迹发展出一套一致的非平衡热力学描述。类似第一定律的能量平衡将内能、外加（化学）功和耗散热关联到每一个单独的反应。沿单条轨迹的熵产生包括网络自身熵的变化和介质熵的变化之和。后者由通过第一定律确定的交换热给出。总熵产生受到积分涨落定理的约束，该定理适用于由时间相关速率任意驱动的网络，以及适用于稳态网络的细致涨落定理。进一步讨论了诸如广义Jarzynski关系和广义Clausius不等式等精确关系。我们以一个三物种循环反应网络为例说明了这些结果，该网络表现出非平衡稳态以及不同稳态之间的转变。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0605080,
title = {Stochastic thermodynamics of chemical reaction networks},
author = {Tim Schmiedl and Udo Seifert},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0605080},
year = {2009}
}
备注
14 pages, 2 figures, accepted for publication in J. Chem. Phys