Inconsistências na termodinâmica de estado estacionário
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9HTGQ3 |
Resumo: | Estudamos neste trabalho a possibilidade de estender a termodinâmica para estados estacionários de não-equilíbrio em gases em rede dirigidos. Examinamos a possibilidade de definir um potencial químico efetivo e uma temperatura efetiva Te; para isso, estabelecemos a condição de que o fluxo de partículas e de energia entre um sistema dirigido e um reservatório deve ser nulo. Para o modelo considerado neste trabalho, os fluxos são determinados por médias de densidades, eliminando a necessidade de perturbar o sistema com trocas reais de partículas; e Te são, dessa forma, obtidos através de medidas de circuito aberto, usando um reseratório virtual. Para o gás em rede com exclusão de primeiros vizinhos, a temperatura não é relevante e observamos que o potencial químico, como uma função da densidade e da intensidade do campo, satisfaz a lei zero e prediz corretamente as densidades dos sistemas em coexistência. No gás em rede dirigido de Katz-Lebowitz-Spohn, tanto quanto Te precisam ser definidos. Mostramos analiticamente que a lei zero é violada, e determinamos a intensidade da violação via simulações. Nossos resultados ressaltam uma inconsistência fundamental na extensão da termodinâmica para estados estacionários de não-equilíbrio. |
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Ronald DickmanJafferson Kamphorst Leal da SilvaEmmanuel Araujo PereiraRicardo Tsuyoshi Motai2019-08-10T23:00:36Z2019-08-10T23:00:36Z2014-02-07http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9HTGQ3Estudamos neste trabalho a possibilidade de estender a termodinâmica para estados estacionários de não-equilíbrio em gases em rede dirigidos. Examinamos a possibilidade de definir um potencial químico efetivo e uma temperatura efetiva Te; para isso, estabelecemos a condição de que o fluxo de partículas e de energia entre um sistema dirigido e um reservatório deve ser nulo. Para o modelo considerado neste trabalho, os fluxos são determinados por médias de densidades, eliminando a necessidade de perturbar o sistema com trocas reais de partículas; e Te são, dessa forma, obtidos através de medidas de circuito aberto, usando um reseratório virtual. Para o gás em rede com exclusão de primeiros vizinhos, a temperatura não é relevante e observamos que o potencial químico, como uma função da densidade e da intensidade do campo, satisfaz a lei zero e prediz corretamente as densidades dos sistemas em coexistência. No gás em rede dirigido de Katz-Lebowitz-Spohn, tanto quanto Te precisam ser definidos. Mostramos analiticamente que a lei zero é violada, e determinamos a intensidade da violação via simulações. Nossos resultados ressaltam uma inconsistência fundamental na extensão da termodinâmica para estados estacionários de não-equilíbrio.We address the issue of extending thermodynamics to nonequilibrium steady states in driven lattice gases. We examine the possibility of defining an effective chemical potential , and an effective temperature Te, via conditions of zero net flux of particles and energy between the driven system and a reservoir. For the model systems considered here, the fluxes are determined by certain average densities, eliminating the need to perturb the system by actually exchanging particles; and Te are thereby obtained via open-circuit measurements, using a virtual reservoir. For the lattice gas with nearest-neighbor exclusion, temperature is not relevant, and we find that the effective chemical potential, as a function of density and drive strength, satisfies the zeroth law, and correctly predicts the densities of systems at coexistence. In the Katz-Lebowitz-Spohn driven lattice gas, both and Te need to be defined. We show analytically that the zeroth law is violated, and determine the size of the violations via simulation. Our results highlight a fundamental inconsistency in the extension of thermodynamics to nonequilibrium steady states.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGGasesTermodinamica de sistemas em não-equilibrioTermodinâmicaFísicaFísicaInconsistências na termodinâmica de estado estacionárioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdisserta__o__2014_02_12_.pdfapplication/pdf918124https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-9HTGQ3/1/disserta__o__2014_02_12_.pdffb34fba1f5e3962fc34de438034b9378MD51TEXTdisserta__o__2014_02_12_.pdf.txtdisserta__o__2014_02_12_.pdf.txtExtracted texttext/plain108924https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-9HTGQ3/2/disserta__o__2014_02_12_.pdf.txt55188336ce48779e2bcff52d6125d025MD521843/BUBD-9HTGQ32019-11-14 05:10:07.275oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUBD-9HTGQ3Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T08:10:07Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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