Termodinâmica e eficiência de partículas brownianas em contato com reservatórios sequenciais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Angel Luis Leiva Stable
Orientador(a): Carlos Eduardo Fiore dos Santos
Banca de defesa: Eric de Castro e Andrade, Marcus Vinicius Segantini Bonança
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
Programa de Pós-Graduação: Física
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Link de acesso: https://doi.org/10.11606/D.43.2021.tde-05082021-131914
Resumo: Introduzimos uma abordagem denominada colisional para uma partícula browniana, na qual ela é colocada sequencialmente em contato com distintos reservatórios térmicos. Consideramos dois casos diferentes: mesmo intervalo de tempo a cada interação entre o sistema e o reservatório e o caso de intervalos de tempos diferentes. Em ambos casos, tal modelo pode ser usado como uma máquina térmica, apresentando solução exata para quaisquer temperaturas e forças externas. A produção de entropia e o trabalho apresentam um comportamento bilinear, onde obtemos os coeficientes de Onsager no regime de temperaturas iguais ou próximas entre os reservatórios. Uma analise detalhada acerca do papel de cada ingrediente (período, força e assimetria) bem como diferentes protocolos de optimização foram apresentados. Nossos resultados mostraram que a assimetria no período de interação constitui uma estrategia significativa para optimizar a máquina térmica, sobretudo em regimes onde a dependência diminui.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis Termodinâmica e eficiência de partículas brownianas em contato com reservatórios sequenciais Thermodynamics and efficiency of Brownian particles in contact with sequential reservoirs 2021-07-19Carlos Eduardo Fiore dos SantosEric de Castro e AndradeMarcus Vinicius Segantini BonançaAngel Luis Leiva StableUniversidade de São PauloFísicaUSPBR brownian particle efficiency partícula browniana potência power rendimento Termodinâmica Thermodynamics Introduzimos uma abordagem denominada colisional para uma partícula browniana, na qual ela é colocada sequencialmente em contato com distintos reservatórios térmicos. Consideramos dois casos diferentes: mesmo intervalo de tempo a cada interação entre o sistema e o reservatório e o caso de intervalos de tempos diferentes. Em ambos casos, tal modelo pode ser usado como uma máquina térmica, apresentando solução exata para quaisquer temperaturas e forças externas. A produção de entropia e o trabalho apresentam um comportamento bilinear, onde obtemos os coeficientes de Onsager no regime de temperaturas iguais ou próximas entre os reservatórios. Uma analise detalhada acerca do papel de cada ingrediente (período, força e assimetria) bem como diferentes protocolos de optimização foram apresentados. Nossos resultados mostraram que a assimetria no período de interação constitui uma estrategia significativa para optimizar a máquina térmica, sobretudo em regimes onde a dependência diminui. We introduce an approach called collisional for a Brownian particle, in which it is sequentially placed in contact with different thermal reservoirs. We consider two different cases: the same time interval at each interaction between the system and the reservoir and the case of different time intervals. In both cases, such a model can be used as a heat engine, presenting an exact solution for any external temperatures and forces. The entropy production and the work present a bilinear behavior, where we obtain the Onsager coefficients in the regime of equal or close temperatures between the reservoirs. A detailed analysis of the role of each ingredient (period, strength and asymmetry) as well as different optimization protocols were presented. Our results showed that asymmetry in the interaction period constitutes a significant strategy to optimize the heat engine, especially in regimes where dependence decreases. https://doi.org/10.11606/D.43.2021.tde-05082021-131914info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2023-12-21T18:16:29Zoai:teses.usp.br:tde-05082021-131914Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212021-09-30T20:50:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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