The Zeroth Law of Thermodynamics and Volume-Preserving Conservative Dynamics with Equilibrium Stochastic Damping
我们提出了热力学第零定律的数学公式，并开发了一个随机动力学理论，具有一致的不可逆热力学，系统具有持续的保守的稳态电流在相空间中，而在平衡与热浴。该理论推广了欠阻尼力学平衡：$dx=gdt+\{-D\nablaϕdt+\sqrt{2D}dB(t)\}$，其中$\nabla\cdot g=0$和$\{\cdots\}$分别代表相体积保持动力学和随机阻尼。第零定律意味着平稳分布$u^{ss}(x)=e^{-ϕ(x)}$。我们发现正交性$\nablaϕ\cdot g=0$作为系统的一个标志。基于时间反演$\big(t,ϕ,g\big)\rightarrow\big(-t,ϕ,-g\big)$的随机热力学公式：熵产生$e_p^{\#}(t)=-dF(t)/dt$ ;广义“热”$h_d^{\#}(t)=-dU(t)/dt$，$U(t)=\int_{\mathbb{R}^n} ϕ(x)u(x,t)dx$是“内能“，“自由能”$F(t)=U(t)+\int_{\mathbb{R}^n} u(x,t)\ln u(x,t)dx$从不增加。熵遵循$\frac{dS}{dt}=e_p^{\#}-h_d^{\#}$。我们的公式被证明是符合P. Ao的早期理论。讨论了它与其它理论，势流分解，奇偶变量随机Hamilton系统，Klein-Kramers方程，Freidlin-Wentzell理论，GENERIC…
2013-12-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.DS
Strong Violation of the Thermodynamic Uncertainty Relation in a Minimal Autonomous Heat Engine
Charles University, Faculty of Mathematics and Physics（查理大学数学物理学院）
研究展示了一个由离散棘轮和欠阻尼谐振子构成的最小自给自足热机，其在时间尺度分离条件下，表现出热力学不确定性关系的强违反，且内部控制的确定性增加使TUR比趋于零。
2026-03-20 cond-mat.stat-mech
Heat and generalized Clausius entropy of nonextensive systems
宏观非广延热力学的研究不求助于微观统计力学。结果表明，如果熵是非广延的，则由广义热力学第零定律引入的物理温度概念必然导致热力学热力学第一定律和包括克劳修斯热力学熵定义在内的某些热力学关系式的修正。它还表明，通过应用这种广义克劳修斯熵的复合非广延系统，如何非广延熵和热量的一致性表现在任意的热力学过程。由此产生的一个重要观点是，连接微观和宏观概念的熵系数不能从宏观非广延理论中去除。这一事实表明，非外延性可能需要在逻辑水平上的宏观热力学原子论。
2001-01-06 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of stationary states of the ideal gas in a heat flow
有一个长期存在的问题，即是否以及在多大程度上可以用全局热力学函数来描述定态非平衡系统。只有等温系统或温差小的系统才能得到肯定的答案。我们用热力学第零定律、第一定律和第二定律的形式来表述受热流作用的理想气体的定态热力学。令人惊讶的是，稳态热力学的形式结构与平衡态热力学相同。我们严格地表明，$U$满足以下方程$dU=T^{*}dS^{*}-pdV$的一个恒定数量的颗粒，容器的形状，边界条件，系统的大小，或模式的热传递到系统中。我们显式地计算了$S^{*}$和$T^{*}$。该理论在受体积加热的理想气体多稳态系统中选择稳定的非平衡稳态。当热通量为零时，热力学就退化为平衡态.
2022-10-21 cond-mat.stat-mech
Intermediate Thermal Equilibrium Stages in Molecular Dynamics Simulations of two Bodies in Contact
Fundação Centro de Análise Pesquisa e Inovação Tecnológica（技术分析与研究创新基金会）；Universidade Federal Do Amazonas（亚马孙联邦大学）
本研究通过分子动力学模拟分析了两个接触体间热传导过程中中间热平衡阶段的特性，揭示了热传导对平衡时间的影响。
2026-02-12 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Violation of kinetic uncertainty relation in maser heat engines: Role of spontaneous emission
本研究通过比较脉泽热机的两种构型，发现自发辐射导致的退相干速率差异是KUR违反与否的决定性因素，为控制退相干以提升量子热机性能提供了指导。
2025-09-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Violation of the fluctuation-dissipation theorem in time-dependent mesoscopic heat transport
我们已经分析了通过两个平衡水库之间的介观收缩的能流的波动的谱密度。结果表明，在有限的频率下，波动的能量通量是不相关的标准的波动耗散定理的热传导的收缩，但包含额外的噪声。这种额外噪声的主要物理后果是，在零温度下，涨落不会随着热导的消失而消失。
2010-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Violation of local equilibrium thermodynamics in one-dimensional Hamiltonian-Potts model
School of Environmental Science and Engineering, Kochi University of Technology（高知工科大学环境科学与工程学部）
通过一维分数阶哈密顿-Potts模型研究非平衡一级相变，发现界面温度偏离平衡转变温度，证实局部平衡描述被违反，且界面温度与全局热力学预测一致。
2026-06-12 cond-mat.stat-mech
Quantum heat-up operation and violation of the second law of thermodynamics
为了建立量子热力学的操作方法，明确地构造了加热算子。这种量子操作为一般系统产生从零温度下的纯基态到有限温度下的状态的不可逆变换。不动点分析表明，在高温极限下，从任意状态到完全随机状态的操作映射的重复应用得以实现。计算了自旋为1/2的简单二分系统的冯诺伊曼熵的变化。它表明，值得注意的是，热力学第二定律可能会违反沿本量子操作所产生的过程。
2010-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Divergent specific heat at zero Kelvins: breakdown of the Third law of thermodynamics
热力学是物理学的一个分支，主要研究宏观物体的描述、热交换和不同形式能量的转换，它基于四个定律：第零定律，它说明热接触的物体达到热平衡状态，第一定律，它假定能量守恒并确定不同形式的能量相互转化的方式，第二定律，第三定律（或能斯特假设）指出，当温度接近0 K时，任何系统的熵接近恒定的最小值。第三定律的一个直接结果是，任何系统的比热在其温度降到零开尔文时收敛到零。在这里，我们表明，第三定律是违反了一类广泛的费米子系统，通过计算比热，并表明它发散到无穷大时，绝对零度温度接近。到目前为止，物理学中还没有发现这四个定律的例外。这些发现要求对自然界最基本的法则之一进行修正。
2010-10-06 cond-mat.stat-mech
Specific heats of quantum double-well systems
计算了具有对称和非对称双阱势的量子系统的比热。在比热的数值计算中，我们采用了结合的方法，既考虑了能量矩阵对角化得到的$0 \leq n \leq N_m$的$ε_n$本征值，又考虑了$N_m+1 \leq n < \infty$（$N_m=20$或30）的外推本征值。计算比热示出是相当不同的谐振子的同行。特别地，在非常低的温度下，对称双阱系统的比热具有Schottky型异常，其根源在于通过势垒的隧穿引起的低两能级本征态中的小能隙。在双势阱中引入不对称性后，肖特基型异常被消除。有人指出，Feranchuk，Ulyanenkov和Kuz'min [Chem.Phys.157，61（1991）]报道的双阱系统比热计算是令人误解的，因为他们采用的零阶算子方法忽略了至关重要的非对角贡献。
2012-11-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Violation of the method of images in non-Markovian processes and its connection to stochastic heat
Aoyama Gakuin University（青山学院大学）
本文揭示了镜像方法在描述含记忆扩散过程概率分布演化时的失效，通过反射路径的概率比与涨落定理的类比，并结合广义朗之万方程的热力学解释，阐明了非马尔可夫过程中镜像方法失效的机制。
2026-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonextensive thermodynamic relations
广义热力学第零定律表明，非广延统计力学中的物理温度不同于拉格朗日乘子的倒数β。这导致了非广延系统的某些热力学关系的修正。在此，以热力学热力学第一定律和勒让德变换结构为基本前提，发现热力学熵的克劳修斯定义需要适当修正，相应地，Tsallis，Mendes和Plastino提出的热力学关系式[Physica A 261（1998）534]也需要修正。结果表明，比热定义和状态方程保持形式不变。作为一个应用，经典的气体模型进行了重新审查，并在显着的对比，与以前的结果得到的安倍[物理。A 263（1999）424：Erratum A 267（2000）456]使用非物理温度和非物理压力，发现比热和状态方程与普通广义热力学中的那些相似。
2001-01-06 cond-mat.stat-mech
Control of Metastable States by Heat Flux in the Hamiltonian Potts Model
本文通过二维哈密顿 Potts 模型的数值分析，发现热流会使有序与无序态界面的温度偏离平衡转变温度，从而稳定亚稳态，并用扩展热力学公式描述了该偏离。
2023-06-20 cond-mat.stat-mech
Specific heat of a driven lattice gas
该研究在粒子站阵列上的驱动排斥过程中精确计算比热，发现当费米能与动能势垒近似相等时出现零温度发散（违反第三定律），且当动能势垒依赖于密度时出现稳定的低温负比热区域。
2023-11-23 cond-mat.stat-mech
Comments on "Cooling by Heating: Refrigerator Powered by Photons"
我们的评论，在物理学中提出的模型。108，120603（2012）违反了热力学第三定律的动力学版本。我们讨论了热力学第三定律的不同表述，并提出了违反的可能原因。
2012-08-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium dynamics of a stochastic model of anomalous heat transport: numerical analysis
本文研究了最近邻谐振子之间随机弹性碰撞的热输运问题。的协方差矩阵的运动方程数值求解自由和固定的边界条件。在热力学极限下，温度分布的形状和稳态热通量的值取决于边界条件的选择。对于自由边界条件，它们还取决于与热浴的耦合强度。此外，我们发现一个强烈的违反局部平衡的链边缘，确定两个边界层的大小$\sqrt{N}$（其中$N$是链长），其特征在于从散装不同的缩放行为。最后，我们调查的放松对稳定状态，发现两个长的时间尺度：第一个对应于放松的流体动力学模式;第二个是有限的系统的表现。
2009-11-09 cond-mat.stat-mech
Self-organization without heat: the geometric ratchet effect
我们指出了一个令人惊讶的功能，在非均匀介质中的扩散：在适当的条件下，整流的布朗路径的扩散率梯度可以导致最初蔓延示踪剂自发集中。这种“几何棘轮效应”表明，违反（非平衡）热力学第二定律的经典陈述，自组织可以在局部平衡的热力学系统中发生，而不会产生热量或与环境交换热量。我们强调贝叶斯先验的作用，在一个合适的重新制定的第二定律容纳这种几何棘轮效应。
2012-06-15 cond-mat.stat-mech physics.gen-ph
Detailed fluctuation theorem bounds apparent violations of the second law
热力学第二定律是关于熵产生统计的陈述，$\langle Σ\rangle \geq 0$。对于小系统，已知熵产生是随机变量，并且在某些实验中可能观察到负值（$Σ< 0$）。这种情况有时被称为明显违反第二定律。在这个意义上，第二定律多久被违反一次？对于一个给定的平均$\langle Σ\rangle $，我们表明，强详细的波动定理意味着一个较低的紧界的明显违反第二定律。作为应用，我们验证了在弱耦合近似下，由玻色子模式介导的两个水库之间的热交换问题，一个悬浮的纳米粒子和一个经典的粒子在一个盒子中产生的熵的界限是满足的。
2021-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entropy production, energy dissipation and violation of Onsager relations in the steady glassy state
在玻璃态系统中，不同的自由度具有分离良好的特征时间，并由不同的温度描述。定态本质上是非平衡的。构造了一个广义统计热力学，提出了一个普适的变分原理.熵的产生和能量耗散以恒定的速率发生，它们之间存在一种普遍的关系，在特征时间的小比例下对主导阶有效。能量耗散（与熵产生不同）与慢度的涨落密切相关。由于一个有限的时间比的校正。昂萨格关系的背景下，传热也被认为是。它们总是在玻璃态破碎，除了接近平衡。
1999-07-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Overlooked Work and Heat of Intervention and the Fate of Information Principles of Szilard and Landauer
我们表明，任何外部干预（插入或删除的分区），破坏平衡或使其在一个系统中总是需要工作和热量，以确保第一定律得到遵守，一个事实，已被完全忽视的文献。因此，没有第二次违反法律。我们讨论的后果，我们发现的信息原则的Szilard和Landauer，并表明，没有信息熵是必要的。这一结果的相关性麦克斯韦的恶魔也被认为是。
2022-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Thermodynamic uncertainty relation in nondegenerate and degenerate maser heat engines
本文研究了非简并三能级和简并四能级脉泽热机的热力学测不准关系。在非简并情况下，我们考虑了两种略有不同的三能级脉泽热机结构，并对比了它们对标准TUR的违反程度。在高温极限下，这两种构型都违反了标准TUR关系。我们还揭示了TUR的不变性下的物质场耦合常数和系统浴耦合常数的同时重新标度。对于简并四能级发动机，我们研究了噪声诱导相干性对TUR的影响。我们表明，根据操作的参数制度，噪声引起的相干性可以抑制或增强相对功率波动。
2022-12-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Violation of Fundamental Thermodynamic Law or Invalid Microstate Densities?
经常错误地假设微状态的数量Ω（E，V，N，.）对于一个孤立系，可用的能量可以任意依赖于扩展变量E，V，N，.然而，这不是自然系统的情况下，可以达到热力学平衡，因为存在的限制，从基本的平衡公理的独立性和\it{a priori}等概率的微观状态，和基本常数的性质。在这里，我们推导出一个简洁的公式，规定了Ω的条件，必须满足真正的系统。不遵守这一条件的模型在平衡态热力学形式主义下处理时将呈现不一致性。这与最近的一些模型有关，其中已经报道了负热容和违反基本热力学定律。自然量子系统遵守公理并遵守基本常数，因此自然系统在没有无限范围力的情况下，原则上可以达到热力学平衡。
2013-07-29 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Violation of the fluctuation-dissipation theorem and effective temperatures in spin ice
我们提出的数值试验的波动耗散定理（FDT）在哑铃模型的自旋冰与参数适合的镝钛酸盐。对局域自旋变量、磁链密度和能量进行了检验。我们能够实现局部平衡，其中FDT满足下至$T=0.4$ K，低于该系统完全冻结。非平衡动力学，连同违反FDT，然而，观察到以下的热淬火到非收缩的双对制度。尽管FDT违反，近似的线性响应制度允许识别有效的非平衡温度，这是不同的每个变量。自旋变量看起来比热源更热，单极浓度响应的有效温度较低，而能量的有效温度为负。结果进行了讨论的背景下，自旋冰的FDT违反的结构相比，在其他玻璃材料的FDT图片。展望未来的实验进行了审查。
2022-04-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Nonorthogonal-state erasure as the resource behind apparent second-law violations
Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程科学研究院研究生院）；Department of Sciences, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学理学院）
该研究指出非正交态擦除是表观第二定律违反的资源，修正了此前认为非正交态区分可从单一热库提取功的错误认知，通过重新分析佩雷斯型西拉德引擎证实了这一结论。
2026-08-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
A violation of universality in anomalous Fourier's law
自从发现长时尾以来，很明显低维的傅立叶定律是典型的反常，具有依赖于尺寸的热导率，尽管反常的性质仍然令人困惑。传统观点得到了波动流体动力学中重整化群论点和模式耦合近似的支持，认为这种异常在一维动量守恒系统中是普遍存在的，属于Levy/Kardar-Parisi-Zhang普适性类。在这里，我们挑战这个图片，使用一种新的缩放方法，明确地表明，普遍性打破了范式的一维双原子硬点流体。流体动力学配置文件的梯度，密度和大小的广泛的崩溃到一个通用的主曲线，显示（异常）傅立叶定律，甚至深入到非线性政权。这允许解决这个模型的宏观输运问题，一个解决方案，与数据进行比较，有趣的是，意味着存在一个约束的热流的压力。这些结果的问题的重整化群和模式耦合的普遍性预测异常傅立叶定律在一维，提供了一个新的视角在低维运输。
2016-12-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Micro-canonical thermodynamics: Why does heat flow from hot to cold
我们展示了如何使用一个中心极限近似加性余循环来描述非平衡态和远离平衡态的热力学行为。我们考虑前两个弱耦合的哈密顿动力系统最初在不同的微正则温度。我们描述了一个随机模型，其中两个系统之间的能量转移被认为是一个随机变量满足中心极限近似。我们表明，能量观测值的波动是线性相关的热传递（耗散）。因此，平均而言，热量从热流向冷。我们还考虑了非哈密顿恒温系统远离平衡的情况，如Evans等人的{ \em Phys.\修订版本\ Lett.} { \bf 71}，2401（1993）。应用相同的中心极限近似，我们重新推导出它们的关系，违反热力学第二定律。我们注意到在我们的推导中没有使用时间反演对称性。
2012-04-10 cond-mat.stat-mech math.DS nlin.CD
Steady-state Quantum Thermodynamics with Synthetic Negative Temperatures
该研究通过正温热库与三能级量子系统耦合合成负温度热库，探究其稳态量子热力学特性，验证相关热力学定律，构建出效率达1的连续热机，并揭示负温热库热量的负熵热力学功属性。
2023-05-02 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
Multilevel quantum thermodynamic swap engines
我们研究了二冲程量子热力学发动机中的能量交换和涨落，其中工作流体由两个多级量子系统表示，即qudits，热流通过在不同温度下的两个热库的弛豫来允许，并且功交换通过部分交换幺正相互作用来操作。我们确定了三个制度的操作（热机，制冷机，热加速器），目前的熵产生和信噪比的功和热之间的热力学不确定性关系，并推导出完全的联合概率的随机工作和热。我们的研究结果弥合了双量子比特和双模玻色子交换引擎之间的差距，并显示了哪些属性被保持（例如，非波动的奥托效率）以及因增加维数而损失的部分（例如，标准热力学不确定性关系的小的违反或超过Curzon-Ahlborn效率的可能性）。
2021-07-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamics meets Special Relativity -- or what is real in Physics?
本文重新审视了相对论热力学领域中存在的各种框架。我们特别仔细研究了相对论功、热力、运动热和相对论温度等概念的不同概念基础。至于后者的概念，我们认为，在普通热力学，相对论绝对温度应通过相对论卡诺过程操作性地引入。我们展示了更多的隐含的，甚至隐藏的默认的前提，并指出了一些现有的文献中的差距，错误和不确定的声明。我们特别表明，有一个广泛的习惯，得出一般性的结论，从分析过于限制和特殊的热力学过程，例如，过程与恒定的压力，这是危险的，有时会导致错误的结果。此外，我们给出了一个相对论卡诺过程的帮助下，所谓的相对论热力学第零定律的详细分析。我们严格表明，与文献中的某些陈述相反，在不同的相对论温度下，相对于彼此运动的热力学系统，可以热稳定共存，只要它们各自的温度服从一定的函数关系（由洛伦兹因子给出）。然而，这意味着它们各自的静止温度相同。
2008-01-17 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
