قضیه افت و خیز غیرتعادلی برای سیستم های گرمایی میکروسکپی

قضیه جدیدی بر مبنای قضیه افت و خیز گذرا یا قضیه افت و خیز ایونس –سیرلز در این پایان نامه ارائه شده است که بیانگر رفتار سیستم های ریز مقیاس تحت تغییرات گرمایی می باشد. نتیجه بدست آمده توسط شبیه سازی های کامپیوتری برای باز شدن گرمایی یک پلی پپتیدکه تحت یک جهش دمایی قرارگرفته است به تایید رسیده است.با استفاده از شبیه سازی های دینامیک مولکولی و بسته نرم افزاری گرومکس و همچنین زبان برنامه نویسی فرترن دمای6250 ساختار اولیه پلی پپتید در محلول آبی که همگی از یک مجموعه کانونی نمونه برداری شده بودند از 300 به 305 کلوین افزایش یافت و نشان داده شد که کسری از این ساختارها به جای افزایش انرژی دچار کاهش انرژی می شوند که در تطابق با تئوری بدست آمده می باشد. نتیجه اصلی بدست آمده در این پایان نامه را می توان به اصل لوشاتولیه مربوط ساخت و بنابراین برای نخستین بار اثبات این اصل به عنوان یکی از پرکاربردترین اصول در شیمی در سطوح مولکولی و همچنین موارد نقض آن در زمان های کوتاه ارائه شده است.علاوه بر این یک رابطه دقیق ریاضی برای مطالعه سیستم های ریز مقیاس از اندازه های دلخواه که تحت تغییرات گرمایی قرار می گیرند ارائه شده است که احتمال انجام شدن واکنش های شیمیایی در جهت گرماگیر و یا گرماده برحسب معرفی یک تابع فاز بیان می کند. میانگین انتگرال گیری شده این کمیت برابر با بیشینه مقدار تولید آنتروپی برگشت ناپذیر برای فرآیندهای آسایش می باشد . با استفاده از شبیه سازی های دینامیک مولکولی و همچنین آنالیز های آماری اثبات می گردد که هر مخلوط واکنش تعادلی با تغییر دما نقطه تعادل خود را به سمت واکنش گرماگیر سوق خواهد داد. با استفاده از این قضیه می توان سیستم های بسیاری نظیر دینامیک پیوندهای هیدروژنی ، رفتار گرمایی نانو سیستمها و پاسخ بیوسیستمها به تغییرات دما را مطالعه نمود.