Szilard 引擎中活塞的非平衡动力学
统计力学
2019-08-01 v1
摘要
我们考虑一维 Szilard 引擎，其由质量为 的单个粒子、质量为 的活塞以及温度为 的热库构成。除外力外，活塞还与粒子发生反复的弹性碰撞。我们发现重活塞（）的运动可有效地由 Langevin 方程描述。多种数值证据表明，该 Langevin 方程中的摩擦系数为 ，其中 为活塞距热壁的位置。从完整系统的精确主方程出发，并利用 的微扰展开，我们将粒子的自由度积分掉，从而得到活塞的有效 Fokker-Planck 方程，尽管摩擦系数有所不同。我们的微观研究表明，在膨胀步骤中活塞从未处于平衡态，这与通常 Szilard 引擎分析中的假设相反——然而 Szilard 的结论依然成立。
引用
@article{arxiv.1810.07890,
title = {Non-equilibrium dynamics of the piston in the Szilard engine},
author = {Deepak Bhat and Abhishek Dhar and Anupam Kundu and Sanjib Sabhapandit},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.07890},
year = {2019}
}