具有空间温度梯度的欠阻尼布朗运动中的热力学不可逆性

我们分析了具有二次、线性和分段常数温度分布的非等温介质中的欠阻尼布朗运动。我们推导了熵产生和熵提取的精确恒等式，探讨了消失的速率是否意味着平衡。对于一个自由粒子（无外力或棘轮），尽管存在空间温度梯度，瞬时熵产生率和熵提取率在长时间后衰减至零。然而，它们的时间积分值保持有限，这表明了由动能介导的从热区到冷区的热流所产生的内在不可逆性。因此，零熵产生率并不能证明非等温欠阻尼系统处于平衡态。在没有负载/势能的情况下，大多数热力学速率渐近消失，而不可逆性通过累积热传递持续存在。