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S-System



S-Systeme (S für Sättigung (von Saturation) oder Synergismus) dienen zur Beschreibung und Simulation biologischer und biochemischer Systeme die einem Grenz- oder Sättigungszustand zustreben.

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Sie können fast alle kinetischen Phänomene natürlicher Reaktionen zuverlässig beschreiben. Die Wechselwirkungen werden durch einen Satz nichtlinearer Differentialgleichungen erster Ordnung beschrieben, die aus einem Produktions- und einem Abbauterm bestehen :

\frac{\mathrm{d}x_i}{\mathrm{d}t} = \alpha \cdot \prod_{j=0}^{N}x_j^{g_{ij}} - \beta\cdot\prod_{j=0}^{N}x_j^{h_{ij}}  ; für i = 1 .. N

N bezeichnet die Anzahl der wechselwirkenden Substanzen. Mit xi sind die Konzentrationsvariablen bezeichnet, mit α die Produktionsrate und mit β die Abbaurate. Die Exponenten gij und hij entsprechen Reaktionsordnungen der Produktions- und Abbaufunktionen der Substanz i als Funktion der Substanz j.

Beispiel

Für ein System mit 2 Substanzen ergibt sich folgendes Differentialgleichungssystem:

\frac{\mathrm{d}x_0}{\mathrm{d}t} = \alpha \cdot {x_0}^{g_{00}} \cdot {x_1}^{g_{01}} - \beta \cdot {x_0}^{h_{00}} \cdot {x_1}^{h_{01}}

\frac{\mathrm{d}x_1}{\mathrm{d}t} = \alpha \cdot {x_0}^{g_{10}} \cdot {x_1}^{g_{11}} - \beta \cdot {x_0}^{h_{10}} \cdot {x_1}^{h_{11}}

Siehe auch

  • Zur Thermodynamik: W. Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, Band 6 Statistische Physik
  • Zur Reaktionskinetik:
  • Zu den chemische Grundlagen:
 
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