孤立系统中反向克劳修斯不等式的实验验证
量子气体
2020-05-11 v1 统计力学
摘要
热力学第二定律是自然界的一条基本定律。它几乎普遍与克劳修斯不等式相关联，该不等式通过所供热量与温度之比为熵变设定了下界。然而，这一结果预设了系统与驱动其达到热态的热浴相接触。对于通过耗散热交换从初始平衡态发生偏移的孤立系统，已有理论预测克劳修斯不等式会发生反转。在此，我们实验研究了超冷铯原子稀薄气体的非平衡热力学，该气体可以通过激光冷却技术被热化或被推离平衡态。在这两种情况下，我们通过位置分辨荧光成像追踪气体的演化来确定其相空间动力学，并由此计算所有相关的热力学量。我们的结果证实了通常的克劳修斯不等式对第一个过程的有效性，以及反向克劳修斯不等式对第二个变换的有效性。
引用
@article{arxiv.2005.04059,
title = {Experimental verification of a reversed Clausius inequality in an isolated system},
author = {Daniel Mayer and Eric Lutz and Artur Widera},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.04059},
year = {2020}
}