Termodinâmica de sistemas fora de equilíbrio: partículas brownianas e modelos de Ising

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Stable, Angel Luis Leiva
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
brownian particle
efficiency
magnetização
magnetization
partícula browniana
potência
power
rendimento
termodinâmica
thermodynamics
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-31072025-141313/
Resumo: Nesta tese de doutorado, investigamos sistemas termodinâmicos fora do equilíbrio através de três abordagens principais. Primeiramente, estudamos uma partícula browniana em in teração sequencial com reservatórios térmicos, analisando tanto intervalos de tempo fixos quanto variáveis entre colisões. Este modelo mostrou-se capaz de operar como máquina térmica com soluções exatas, onde observamos que a eficiência diminui com o aumento da diferença de temperaturas, mas pode ser melhorada mediante forças dependentes da velocidade. Em seguida, examinamos o modelo de Ising em rede quadrada sob campo magnético oscilante, caracterizando a transição de fase através de grandezas como mag netização e produção de entropia. Nossos resultados revelaram que a natureza da transição muda de contínua para descontínua conforme aumentamos o alcance das interações entre spins. Por fim, propusemos um modelo mínimo baseado em interações do tipo Ising aco plado a múltiplos reservatórios térmicos, que exibe comportamentos tricríticos e uma rica variedade de diagramas de fase. Este sistema mostrou-se capaz de operar tanto como mo tor térmico quanto como bomba de calor, apresentando propriedades universais próximas às regiões críticas.
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