Termodinâmica e eficiência de sistemas periódicos descritos por equações de Fokker-Planck e Kramers

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Akasaki, Bruno Augusto Naves
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: coeficientes de Onsager; efficiency; eficiência; entropy production; nonequilibrium systems; Onsager coefficients; produção de entropia; sistemas fora do equilíbrio; Stochastic thermodynamics; Termodinâmica estocástica
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-10032025-160249/

Nesta tese de doutorado, estudamos as propriedades termodinâmicas de sistemas descritos por equações de Fokker-Planck. Na primeira parte, introduzimos uma abordagem conhecida como sequencial/colisional para partículas brownianas, na qual, em cada estágio, a partícula está sujeita a uma determinada temperatura e a uma força externa diferente. Nesse contexto, consideramos duas variantes distintas: o caso overdamped, que simplifica o sistema para situações com relaxamento rápido, e o caso underdamped, que leva em conta a inércia e mantém correlações entre a posição e a velocidade das partículas. Na segunda parte, estudamos as propriedades termodinâmicas de um sistema composto por máquinas térmicas interagentes, com o objetivo de compreender propriedades como potência e eficiência no regime em que há conversão de trabalho (potência). Em ambos os casos, as propriedades termodinâmicas podem ser expressas como uma combinação linear dos coeficientes de Onsager, cujas condições de maximização foram derivadas e expressas em termos desses coeficientes. Nossos resultados mostram de que forma diferentes forças externas, a interação e a inércia não apenas influenciam o desempenho, como também podem ser utilizadas para melhorar a performance do sistema.