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具有非广延熵和自由能的马尔可夫过程热力学

数学物理 2020-04-01 v3 math.MP

摘要

小系统的统计热力学与常规系统存在显著差异。与近期针对主方程和福克-普朗克方程提出的稳态热力学形式类似,我们证明基于 Tsallis 广义熵 S(q)=i=1N(pipiq)/[q(q1)]S^{(q)}=\sum_{i=1}^N(p_i-p_i^q)/[q(q-1)] 和 Shiino 广义自由能 F(q)=[i=1Npi(pi/πi)q11]/[q(q1)]F^{(q)}=[\sum_{i=1}^Np_i(p_i/\pi_i)^{q-1}-1]/[q(q-1)](其中 πi\pi_i 为平稳分布)也可发展出一套“热力学”理论。dF(q)/dt=fd(q)0dF^{(q)}/dt=-f_d^{(q)}\le 0,当且仅当系统处于稳态时为零。dS(q)/dtQex(q)=fd(q)dS^{(q)}/dt-Q_{ex}^{(q)} = f_d^{(q)},其中 Qex(q)Q_{ex}^{(q)} 表征热交换。对于满足细致平衡的趋近平衡系统,fd(q)f_d^{(q)} 是昂萨格热力学流与力的乘积。然而,我们发现昂萨格力是非局域的,这是 Tsallis 统计中零能量特定变换不变性的结果。

关键词

引用

@article{arxiv.1005.1251,
  title  = {Thermodynamics of Markov Processes with Non-extensive Entropy and Free Energy},
  author = {Liangrong Peng and Hong Qian and Liu Hong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1005.1251},
  year   = {2020}
}

备注

27 pages, 2 figures