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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9HTGQ3
Tipo: | Dissertação de Mestrado |
Título: | Inconsistências na termodinâmica de estado estacionário |
Autor(es): | Ricardo Tsuyoshi Motai |
primer Tutor: | Ronald Dickman |
primer miembro del tribunal : | Jafferson Kamphorst Leal da Silva |
Segundo miembro del tribunal: | Emmanuel Araujo Pereira |
Resumen: | 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. |
Abstract: | 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. |
Asunto: | Gases Termodinamica de sistemas em não-equilibrio Termodinâmica Física |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9HTGQ3 |
Fecha del documento: | 7-feb-2014 |
Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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