强热耦合系统Jarzynski关系的验证：等温理想气体模型
统计力学
2009-11-11 v3
摘要
我们重新审视等温条件下理想气体的经典模型。一个移动的活塞对容器中的理想气体做功，该容器与热库强耦合。热耦合通过边界处的随机散射来建模。与近期关于带活塞的绝热理想气体的研究[R.C. Lua and A.Y. Grosberg, \textit{J. Phys. Chem. B} 109, 6805 (2005); I. Bena et al., \textit{Europhys. Lett.} 71, 879 (2005)]不同，在功过程中，容器和活塞始终与热库保持接触。在此条件下，热库和系统都依赖于功参数，并且对于移动活塞，微观可逆性被破坏。因此，我们的模型不属于那些非平衡功定理已通过哈密顿方法[C. Jarzynski, \textit{J. Stat. Mech.} P09005 (2004)]或随机方法[G.E. Crooks, \textit{J. Stat. Phys.} 90, 1481 (1998)]严格推导的系统类别。尽管如此，非平衡功定理的有效性在广泛的参数值范围内通过数值计算以及在快速移动活塞极限（即远非平衡区域）下通过解析方法均得到了确认。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0607575,
title = {Validation of the Jarzynski relation for a system with strong thermal coupling: an isothermal ideal gas model},
author = {A. Baule and R. M. L. Evans and P. D. Olmsted},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0607575},
year = {2009}
}
备注
11 pages, 8 figures