热力学第二定律的有限热浴修正
量子物理
2018-06-27 v2 统计力学
摘要
热力学第二定律指出，系统与热浴接触时，当且仅当其自由能减少时才能发生变换。然而，该陈述的“如果”部分仅在有效热浴为无限大时才成立。在本文中，我们消除了这一理想化假设，并推导了热浴具有有限大小（或等价地有限热容）情况下的第二定律修正。这也可以转化为持续有限时间的过程，我们表明在此 regime 下热力学可逆性丧失。我们在完全一般的情况下进行推导，即不假设热浴的任何特定模型，定义热浴的唯一参数是其温度和热容。我们发现这与二阶 Shannon 信息论存在联系，特别是在 Landauer 擦除的情况下。我们还考虑了非涨落功的情况，并推导了单次 shot 热力学中使用的最小和最大自由能的有限热浴修正。
引用
@article{arxiv.1702.03357,
title = {Finite-bath corrections to the second law of thermodynamics},
author = {Jonathan G. Richens and Álvaro M. Alhambra and Lluis Masanes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.03357},
year = {2018}
}
备注
New references. Included discussion of finite size and more detailed comparison with existing results