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Lesson 4 二态系统

2025年10月12日 21:04

上节课我们最重点讲的是化学势,这是因为在生命过程中需要进行很多化学反应. 我们说到化学平衡时有平衡常数等等,另外,如果想要研究系统的演化,我们可以来考虑系统的 kinetic 效应.

平衡态是一种特殊的稳态,不仅使得系统稳定,而且还要能够找到一种能量函数在这个状态下达到极值. 一个例子是我们上节课说到的细致平衡,在一个 A,B,CA,B,C 三种物质的环形反应链中,每一对反应都达到平衡才是所谓的细致平衡,这要求

k1k2k3k1k2k3=1\frac{k_1k_2k_3}{k_{-1}k_{-2}k_{-3}}=1

这种情况下能够找到一种势能函数. 反之,如果这个体系有所谓的「旋度」,也就是有静流,那么就一定无法找到这样的势能函数.

如果大家学过图论,我们会知道一个「好的」图在每一个环路中都满足类似上面的平衡条件.

如何破坏这种平衡?我们举 ATP 的例子,在生物体内的 ATP 浓度很高,它在一个循环的反应中不断地加入,用渗透压来驱动反应向某一个特定方向旋转.

Michaelis-Menten 反应,这是一种酶催化反应:酶不参与反应,自由的酶 + 结合的酶 = 总量,

[E]+[ES]=Etot[E]+[ES]=E_{\text{tot}}