ATP合成酶的能量转换效率达到了100％，是不是违反了热力学第二定律？
发布时间：
2023-08-24 12:32
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不是。
首先，声称 ATP 合成酶的能量转换效率“接近 100%”的研究出现在二十世纪末，当时关于分子电机效率的测量误差约 10%，难以分辨“超过 91% 但低于 100% 的效率”和“100% 的效率”[1]；
其次，对 ATP 合成酶“能量转换效率接近 100%”的宣称其实只适用于 F1 单元的转动[2]，F0 单元的能量转换效率约 50%；从糖到 ATP 的整个过程的效率约 40%，远低于 100%；
- F1 单元是个可逆的分子级步进电机。人造同步电机的能量转换效率（电能到动能）在 2017 年达到了 99.05%[3]。
再者，在热力学第二定律的各种表述中，涉及 100% 效率的主要是开尔文表述——不可能从单一热源吸收能量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。生物过程充满了“其他影响”，更别提“完全变为有用功”了。
- 热泵、制冷系统可在有“其他影响”的情况下提供超过 100% 的热量搬运效率。热泵的效率早已突破 400%，这表示装置以热能的形式输出的能量是装置的电力消耗的四倍以上——尽管热是搬运来的而不是自己创生的。
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