活性布朗粒子模型中的热量、温度与克劳修斯不等式

将随机热力学和流体动力学方法应用于最近引入的一个活性粒子模型。该模型由一个受高斯色噪声作用的过阻尼粒子构成。受随机热力学启发，我们从系统的福克-普朗克方程推导出与活性浴的平均热量交换、功交换以及相关的熵产生。我们证明了一个克劳修斯不等式成立，其中活性浴的局部（非均匀）温度取代了平衡系统中通常遇到的均匀温度。此外，通过将动力学空间限制为局部分布函数的一阶速度矩，我们推导出一个流体动力学描述，其中出现了局部压强、动力学温度和内部热流，并与先前的热力学分析一致。该过程还展示了在何种条件下可以得到统一色噪声近似（UCNA）：这种近似忽略了向活性浴的快速弛豫，因此得出细致平衡和零熵产生。在最后部分，通过使用多时间尺度分析，我们提供了一种构造性方法（作为UCNA的替代方案）来确定克莱默方程的解，并超越细致平衡条件，确定了负熵产生。