中文

关于某些开放系统热力学的一个提议

统计力学 2017-01-04 v1 数学物理 math.MP

摘要

受普朗克分布 nϵ=1ζ1eβ(ϵ)ϵ1n_\epsilon=\frac1{\zeta^{-1}e^{\beta(\epsilon)\epsilon}-1} 中(逆)温度可能是能级 ϵ\epsilon 占据数 nϵn_\epsilon 的函数的启发,我们证明,通过在微正则系综方案中施加一个关于单能级占据贡献的加权和 ϵf(ϵ)ϵnϵ\sum_{\epsilon}f(\epsilon)\epsilon n_\epsilon 守恒的约束(其中 ff 为固定的正权重函数),可以自然地实现这一点,从而得到 β(ϵ)f(ϵ)\beta(\epsilon)\propto f(\epsilon)。这立即引出另一种可能性,即粒子占据数的加权和 ϵg(ϵ)nϵ\sum_{\epsilon}g(\epsilon)n_\epsilon 也守恒,其结果是化学势也可能成为系统能级的函数。这一方案以下述方式引向开放系统的热力学:在能级占据和占据数的某些加权和守恒的约束下,当熵函数最大化时达到平衡。孤立系统的标准情况对应于权重函数为平凡函数(即 f,gf, g 恒等于 1)。对于此类开放系统,可能出现自然界中可能发生的新奇且意想不到的现象,例如激发态上的玻色-爱因斯坦凝聚。本文概述的思想可能为处理不可逆热力学提供一种新途径。

关键词

引用

@article{arxiv.1610.04245,
  title  = {A proposal for the thermodynamics of certain open systems},
  author = {Francesco Fidaleo and Stefano Viaggiu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1610.04245},
  year   = {2017}
}

备注

20 pages, to appear in Physica A