通过能量分选实现无净热交换的远离平衡过程
统计力学
2012-02-16 v2
摘要
许多重要的微观过程需要远离平衡的条件才能发生，例如介观生物反应器、纳米转子和纳米级质量输送器的运作。然而，实现此类条件通常依赖于能量输入，这会强烈影响环境的热性质及系统本身的可控性。在此，我们提出了一类普遍的远离平衡过程，通过保持麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布完整不变，抑制了与环境的净热交换。这种被称为幽灵平衡的新现象，源于通过微观能量分选过程自主产生的过热与过冷非平衡自由度的统计抵消。我们给出了观察该现象的普遍条件，并研究了其在微观尺度能量操控方面的意义。结果被明确应用于两个机制不同的案例：一个旋转偶极子系综和一个被捕获粒子气体，它们涵盖了涉及旋转和平动自由度的大量常见情形。
引用
@article{arxiv.1104.2481,
title = {Far-from-equilibrium processes without net thermal exchange via energy sorting},
author = {Jose M. G. Vilar and J. Miguel Rubi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.2481},
year = {2012}
}