Reversibel proces Under en infinitesimal ændring af et system, er systemet til et hvert tidspunkt i sin ligevægtsposition.

Præsentationer af emnet: "Reversibel proces Under en infinitesimal ændring af et system, er systemet til et hvert tidspunkt i sin ligevægtsposition."— Præsentationens transcript:

1 Reversibel proces Under en infinitesimal ændring af et system, er systemet til et hvert tidspunkt i sin ligevægtsposition.

2 Jarzynski formlen Gælder for systemer, der er i en vilkårlig tilstand væk fra ligevægtpositionen. Gælder kun for systemer, hvor fluktuationer ikke overstiger K B T væsentligt; Nanoskala-systemer. Arbejdet måles og ligevægts fri energi udledes. Målinger udføres N antal gange. W afhænger af r (kraft/tid), raten fra en tilstand, A, til en anden tilstand, B., hvor angiver et ensemble af målinger

3 Arbejdet udført af en ekstern kraft for at få systemet til at gå fra tilstand A til B. Målinger af arbejdet, W

4 Forsøgsopsætning Optisk fælde + mikropipette koblet til piezokrystal DNA-linkere baseparrer til RNA RNA knude, P5abc, i midten

5 Beregner 3 forskellige W, arbejde W A = N middelværdi for arbejdet W FD = -  2 /2K B T middel fratrukket spredning W JE = ln[ N ] Målinger Ligevægt, reversibel. Langsom: 2-5 pN/s Ikke-ligevægt, irreversibel. Hurtig: 34pN/s og 52 pN/s Måler N antal omgange udfoldet/foldet 7 forskellige RNA-molekyler testes hver 40 gange for hver rate,r.

6 Blå 2-5pN/sreversibel ∆G rev = 60.2 K B T, integrerer fra 341-371nm. Grøn 34pN/s  DNA-handles reversible Rød 52pN/sirreversibel hysteresis, kraft mere spredt. Enkelt målingEnsemble af målinger

7 Reversibel proces -langsom switching = fed linie er energi-tab ved at systemet skifter irreversibelt, væk fra sin ligevægt, mellem to tilstande. Middelværdi for prikket linie Middel for brudt streg Wdiss viser at switching kun er reversibel Fluktuation/ spredning sammenfalder m Jarzynski. Begge afbøjer p.g.a. mere støj ved langsom måling.

8 Irreversibel proces -hurtig switching Gult felt: eksperimentel fejlmarginen på +/- K B T/2. = fed linie Andel irrevesibel proces ses Middelværdi for prikket linie W FD gælder kun nær ligevægt. Middel for brudt streg Holder sig inden for fejlmarginen for eksperimentet. ∆G= 59.6 K b T

9 W JE konvergerer mod ∆G med antal målinger,N. Spredning (dissipation) størst for få målinger.

10 W diss fordeling omkring 0 = ligevægt ved 3 forskellige længder, z. Fit: gaussisk fordeling. reversibel proces (blå). Irrevesibel processer (grøn og rød).