活性物质热力学：跨尺度追踪耗散
软凝聚态物质
2025-05-15 v1 统计力学
摘要
熵的概念在热力学的表述中一直至关重要。对于被驱离热平衡的系统，熵产生和耗散扮演着类似的角色。在此，我们提供了一个全面的图景，展示由于有效化学事件导致的局部耗散如何在活性物质的大尺度上显现。我们从涉及显式溶质分子的单个催化粒子的微观模型出发，表明其进行定向运动。利用随机热力学，我们计算了相互作用粒子的平均熵产生率。然后，我们展示了活性布朗粒子模型如何在特定极限下涌现，并在流体动力学方程层面确定了熵产生率。我们的结果用严格的耗散表达式扩充了活性布朗粒子模型，这些表达式无法从其运动方程中推断出来，并且我们阐释了其对壁聚集和运动诱导相分离的影响。值得注意的是，我们的自下而上的方法揭示了对 Onsager 电流的简单应用会产生不正确的局部耗散表达式。
引用
@article{arxiv.2401.02252,
title = {Thermodynamics of active matter: Tracking dissipation across scales},
author = {Robin Bebon and Joshua F. Robinson and Thomas Speck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.02252},
year = {2025}
}