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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Estudo sobre as flutuações induzidas por banhos térmicos finitos
Title Alternative: A study on the fluctuations induced by finite thermal baths
Author: Faria, Arthur Mendonça, 1992-
Advisor: Bonança, Marcus Vinicius Segantini, 1977-
Abstract: Resumo: A análise das flutuações geradas por um reservatório térmico produziu inúmeros resultados ao longo da história da Física que vão desde a própria verificação da hipótese atômica, passam pelos fenômenos críticos, até os mais recentes avanços na descrição dos processos termodinâmicos fora do equilíbrio. Em todos esses resultados, assume-se ou verifica-se que o reservatório térmico é um sistema que, para todos os fins, possui um número infinito de graus de liberdade. Por outro lado, pouco se sabe sobre as flutuações induzidas por banhos térmicos finitos. Motivados por trabalhos teóricos e experimentais recentes, analisamos as flutuações de equilíbrio e de não-equilíbrio causadas por um banho finito de dinâmica determinística e caótica quando acoplado fracamente a um sistema de interesse, cujo sistema total é aproximadamente ergódico. Com respeito às flutuações de equilíbrio, caracterizamos a distribuição do sistema de interesse e invocamos o teorema do calor, originalmente proposto por Clausius e formulado por Boltzmann em termos de valores médios de quantidades físicas, na descrição da entropia desse \textit{ensemble}. Definida a entropia, testamos o teorema para um determinado modelo clássico. Em um segundo momento, estudamos as flutuações características do estado de não-equilíbrio do sistema. Buscamos verificar se o Teorema Flutuação para banhos finitos é capaz de descrever propriedades da distribuição de trabalho de um modelo apenas efetivamente ergódico. Em ambos os casos, utilizamos uma abordagem fenomenológica no tratamento dos resultados, preocupando-nos em verificar a concordância entre resultados numéricos e estimativas analíticas

Abstract: The analysis of fluctuations generated by a thermal reservoir has produced many results throughout the history of physics, ranging from the verification of the atomic hypothesis, running through critical phenomena to the most recent advances in the description of nonequilibrium thermodynamic processes. In all these results, one assumes or verifies that the thermal reservoir is a system that, for all intents and purposes, has an infinite number of degrees of freedom. On the other hand, little is known about the fluctuations induced by finite thermal baths. Motivated by recent theoretical and experimental works, we analyze the equilibrium and non-equilibrium fluctuations caused by a finite bath of deterministic and chaotic dynamics when weakly coupled with a system of interest whose total system is approximately ergodic. Regarding the equilibrium fluctuations, we characterize the distribution of the system of interest and invoke the heat theorem, originally proposed by Clausius and formulated by Boltzmann in terms of average values of physical quantities, in describing the entropy of this ensemble. Once we define the entropy, we test the theorem for a given classical model. In a second moment, we study the characteristic fluctuations of the non-equilibrium state of the system. We tried to verify if the fluctuation theorem for finite baths is able to describe properties of the distribution of work of a model only effectively ergodic. In both cases, we use a phenomenological approach in the treatment of the results, being concerned to verify the agreement between numerical results and analytical estimates
Subject: Termodinâmica de sistemas em não-equilíbrio
Teoria de banho de calor finito
Sistemas mesoscópicos
Física estatística
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: FARIA, Arthur Mendonça. Estudo sobre as flutuações induzidas por banhos térmicos finitos. 2018. 1 recurso online (100 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:IFGW - Tese e Dissertação

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