3
พัลส์ความเข้มข้นจากค่าคงที่อัตราที่ไม่เท่ากัน
HYC-1979Lesson 6: Concentration, Hypercycles, Fixed
00:00

ในไฮเปอร์ไซเคิลมิติ n ≥ 5 ภายใต้การจัดองค์กรคงที่ ความเข้มข้น วิวัฒน์ตามสมการไฮเปอร์ไซเคิลพื้นฐาน พารามิเตอร์ คือค่าคงที่อัตราการเร่งปฏิกิริยาสำหรับการผลิตสปีชีส์ โดยสปีชีส์ก่อนหน้า xi−1 ในลำดับวัฏจักร → → … → → .

(ki xi−1 − Φ), j kj xj xj−1, , ดัชนีมอดุโล n

พัลส์ความเข้มข้นสำหรับ kᵢ ที่ไม่เท่ากัน (n = 5)x₁x₂x₃x₄x₅ความเข้มข้น xᵢเวลา t (สองคาบ)ค่าสูงสุดเทียบค่าเฉลี่ยเชิงเวลาค่าสูงสุดค่าเฉลี่ยเชิงเวลา ⟨xᵢ⟩x₁x₂x₃x₄x₅x₁x₂x₃x₄x₅ระดับค่าเฉลี่ยเชิงเวลา ⟨xᵢ⟩kᵢ ที่ไม่เท่ากันยังคงรักษาลำดับวัฏจักรไว้ แต่เปลี่ยนความสูง ความกว้าง และความเหลื่อมเฟสของพัลส์ขั้นตอนที่เร็วทำให้ความเหลื่อมสั้นลง ส่วนขั้นตอนที่ช้าทำให้ยาวขึ้น⟨x₁⟩ = ⟨Φ⟩ / k₂ค่าเฉลี่ยถูกกำหนดโดยค่าคงที่อัตราปลายน้ำ ไม่ใช่โดยความสูงของยอดพัลส์

สมมาตรเชิงการหมุนและการทำลายสมมาตร

เมื่อค่าคงที่อัตราการเร่งปฏิกิริยาทั้งหมดเท่ากัน = … = ไฮเปอร์ไซเคิลจะมีวงจรลิมิตแบบคลื่นหมุนที่สมมาตร ทุกสปีชีส์แสดงพัลส์ที่เหมือนกัน และพัลส์มีระยะห่างเฟสเท่ากัน รูปแบบทั้งหมดหมุนไปรอบวัฏจักรเร่งปฏิกิริยาโดยไม่เปลี่ยนรูปร่าง

ค่าคงที่อัตราที่ไม่เท่ากันทำลายสมมาตรเชิงการหมุนนี้ ลำดับวัฏจักรของพัลส์ยังคงเป็น → → … → → แต่ความสูง ความกว้าง และความเหลื่อมเฟสของพัลส์จะจำเพาะต่อแต่ละสปีชีส์ สปีชีส์ที่มีข้อได้เปรียบเชิงเร่งปฏิกิริยามากกว่า จะไปถึงความเข้มข้นสูงสุดที่สูงกว่า ลำดับของยอดพัลส์ยังคงเป็นไปตามวัฏจักรเร่งปฏิกิริยา

ความเหลื่อมเฟสบ่งบอกขั้นตอนที่จำกัดอัตรา

ผลต่างเฟสไม่จำเป็นต้องสม่ำเสมอ ขั้นตอนที่เร็วจะทำให้ความล่าช้าระหว่างพัลส์ของสปีชีส์ก่อนหน้ากับพัลส์ของผลิตภัณฑ์สั้นลง ส่วนขั้นตอนที่ช้าจะทำให้ยาวขึ้น ดังนั้นจังหวะของพัลส์จึงบ่งบอกว่าขั้นตอนเร่งปฏิกิริยาใดเป็นตัวจำกัดอัตราโดยเปรียบเทียบ ตัวอย่างเช่น หาก มีค่ามาก พัลส์ จะตามหลัง ด้วยความล่าช้าที่สั้นกว่าในกรณีสมมาตร

ความเข้มข้นเฉลี่ยเชิงเวลา

ความเข้มข้นเฉลี่ยเชิงเวลาเป็นไปตาม ⟨⟩ = ⟨Φ⟩ / ki+1ดังนั้นระดับเฉลี่ยของสปีชีส์จึงขึ้นอยู่กับค่าคงที่อัตราปลายน้ำ ไม่ใช่เพียงความสูงของยอดพัลส์ของตัวเอง พัลส์ที่สูงสามารถ coexisting กับค่าเฉลี่ยเชิงเวลาที่ปานกลางได้ หากขั้นตอนเร่งปฏิกิริยาถัดไปรวดเร็ว

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย ค่า ที่มีค่ามากจะเพิ่มยอดพัลส์ของ แต่ไม่ได้เพิ่ม ⟨⟩ ด้วยตัวเอง ค่าเฉลี่ยถูกควบคุมโดย ki+1 และฟลักซ์การคัดเลือกโดยรวม Φ

ตัวอย่าง: ไฮเปอร์ไซเคิลห้าสมาชิก

พิจารณา โดยมี พัลส์ มีแนวโน้มที่จะมียอดสูงกว่าและตามหลัง ด้วยความล่าช้าที่สั้นกว่า ค่าเฉลี่ยของมันไม่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับยอดพัลส์ ความสัมพันธ์ ⟨⟩ = ⟨Φ⟩ / แสดงว่าระดับเฉลี่ยของ เชื่อมโยงกับอัตราปลายน้ำที่ขับเคลื่อน .

พัลส์ยังคงเชื่อมโยงกันผ่าน Φ และการจัดองค์กรคงที่ ค่าคงที่ที่ไม่เท่ากันปรับเปลี่ยนการจัดองค์กรไฮเปอร์ไซเคิลโดยไม่ทำลายทอพอโลยีวัฏจักรของมัน