纠正对非平衡微观功的错误认定
统计力学
2018-03-29 v2
摘要
第k个微观态的能量变化dE_k被错误地等同于对该微观态所做的外部功。它忽略了由于内部和外部力之间的力不平衡而普遍存在的内部能量变化d_iW_k。我们表明，即使在可逆过程中也存在这种贡献，这令人惊讶。我们表明正确的认定是dE_k=-dW_k，其中dW_k是微观态所做的广义功。我们证明了内部功的热力学平均给出了耗散，且无法被外部功所捕获。后者有效地设定d_iW_k =0并导致无耗散。使用dW_k来解释不可逆性，我们得到了一个新的功关系，该关系即使在Jarzynski等式失效的自由膨胀中依然适用。在新的功关系中，dW_k仅取决于初态和末态的能量，而不取决于实际过程。这使得新关系与Jarzynski等式截然不同。这一纠正具有深远的影响，需要重新评估当前理论物理中外部功的应用。
引用
@article{arxiv.1803.09725,
title = {Correcting the Mistaken Identification of Nonequilibrium Microscopic Work},
author = {P. D. Gujrati},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.09725},
year = {2018}
}
备注
20 pages, 4 Figures. Some overlap with arXiv:1702.00455