Energía/entropía en el transporte de moléculas a través de las membranas celulares

Estoy haciendo una pregunta del "Demonio de Maxwell". He leído afirmaciones de que clasificar moléculas y enviarlas a un lado u otro de una barrera requiere trabajo, pero ninguna de estas afirmaciones ha explicado qué tipo de trabajo. Dada la definición fundamental del trabajo como F d X , ¿qué fuerza está involucrada?

El contexto biológico de mi pregunta es el movimiento de la glucosa a través de una membrana celular, en contra de su gradiente de concentración, utilizando la energía del cotransporte de iones de sodio a la célula con el gradiente de concentración de Na+ (este último proceso proporciona energía a través de ATP--> APD). Gracias de antemano por ilustrarme!

una planta desalinizadora requiere mucho trabajo para empujar las membranas
Si no recuerdo mal (se me olvidó tomarme la pastilla) un demonio de maxwell tiene que registrar la posición de la partícula y el trabajo necesario para realizarla que se disipó en forma de calor, o quizás al revés. En cualquier caso, los demonios de Maxwell que obedecen las leyes de la física no pueden violar la segunda ley.
John Forkosh, no estoy de acuerdo con tus cálculos. La aceleración es dv/dt, no dp/dt. La fuerza sola es dp/dt. No ha incluido un término "dx", donde dW = Fdx, por lo que las ecuaciones que proporcionó en realidad no se suman al trabajo realizado. Sin embargo, es incuestionable que se realiza un trabajo trayendo un ion a través de la membrana celular, ya que la distancia recorrida es el grosor de la membrana. La naturaleza de la fuerza, sin embargo, me cuelga. Los iones claramente experimentan fuerza electrostática. Pero supongamos que es una especie no polar sin carga.

Respuestas (1)

Encontré lo que creo que es una respuesta a mi pregunta en otro lugar de stackexchange, en una discusión sobre entropía y energía de Carl Brannen, aquí < https://physics.stackexchange.com/users/1272/carl-brannen> Evidentemente, hay más en la ecuación que relaciona la energía interna, la entropía y el trabajo de lo que normalmente se muestra en los libros de texto. No sé cómo escribir ecuaciones en este sitio, así que tendré que modificarlo un poco con palabras, pero Brannen señala que, además de los términos familiares TdS y -PdV para dU, también hay un término (mu) dM, donde (mu) es la actividad química y dM es el cambio incremental de masa. En el caso del transporte de iones a través de una membrana celular, si defino el sistema como la célula, su membrana y los iones que se mueven a través de ella, claramente hay un cambio en la masa dentro del sistema. delta M > 0. Y los iones que se transportan, así como el canal proteico por el que se mueven, al ser productos químicos, tienen actividad química. De todos modos,