The correlation between molecular motions and heat capacity in normal ice and water
冰和水在环境压力下的热容量的重新检查，建立一个内在的H2O分子运动和热容量之间的相关性。基于水分子运动的演化，对冰和水的热容提供了满意的描述。冰的热容不仅与水分子的振动有关，而且与分子的转动有关。在水中，所有H2O分子的振动、旋转和平移都对热容有贡献。分子的平移运动被认为是水的大热容的主要贡献。结果提供了一个深刻的洞察水和冰在环境压力下的性质。
2011-11-20 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Heat,temperature and relativity
作为最近的一些计算机模拟结果的相对论热力学推导。
2009-06-15 cond-mat.stat-mech
Hyperbolic heat conduction, effective temperature and third law in the presence of heat flux
讨论了不同的非平衡热传导模型之间的一些相似性，特别是无规行走、离散变量模型和单弛豫时间近似下的Boltzmann输运方程。我们表明，在假设的有限值的热载体的速度，这些模型导致双曲型热传导方程和修正的傅立叶定律与松弛项。引入了相应的有效温度和有效熵，并进行了分析。它已被证明，有效温度，定义为几何平均的运动温度的热载体在相反的方向上移动，是由一个非线性关系，并作为一个标准的热化。结果表明，即使在非零平衡温度下，当热流趋于其最大可能值时，有效温度、热容和局部熵也趋于零。这提供了第三定律对非平衡情形的一种可能的推广。讨论了非平衡态下，特别是活性体系、电场作用下的无序半导体和绝热气体流动时，有效温度与其它温度定义的相似性。分析了单原子气体、纳米薄膜和强冲击波在非平衡热传导过程中有效温度和熵的行为。
2017-07-14 cond-mat.stat-mech
Quantum-classical correspondence principle for heat distribution in quantum Brownian motion
Caldeira-Leggett模型描述的量子布朗运动，为理解量子热力学的现象和本质，特别是与经典热力学相关的量子功和量子热提供了新的视角。利用相空间方法研究了量子布朗运动模型中弛豫过程的热分布。得到了任意松弛时间和任意摩擦系数下的热特征函数的解析结果。通过取经典极限，该结果逼近朗之万方程描述的经典布朗运动的热分布，表明了热分布的量子-经典对应原理.我们还证明了在任意弛豫时间的涨落热满足热交换涨落定理，其长时间极限反映了系统的完全热化。我们的研究通过两点测量为量子涨落热的定义提供了依据。
2021-11-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Brownian Motion of a charged oscillator in a magnetic field coupled to a heat bath through momentum variables
本文研究了在均匀外磁场存在下，在谐振势中运动的带电粒子通过动量变量与欧姆浴线性耦合时的量子布朗运动.我们分析了在经典高温域和量子低温域中由零点涨落控制的粒子均方位移的增长。我们还分析了位置响应函数和各种关联函数的长时间拖尾。我们注意到一些独特的特点，不同于通常的情况下，一个带电的量子布朗粒子在磁场和线性耦合到欧姆浴通过位置变量。
2022-08-27 cond-mat.stat-mech
Models of ballistic propagation of heat at low temperatures
低温下的热传导表现出各种不能用傅里叶定律描述的效应，如第二声和弹道传播。在本文中，各种理论的性能进行了比较的情况下，弹道和波状传播的热脉冲在氟化钠。
2016-06-15 cond-mat.stat-mech
Heat equation and Brownian motion of an overdamped rotating sphere
在蛋白质自组装、各向异性胶体、介电理论和液晶等领域中，既有平移又有旋转的布朗刚体的控制方程是人们感兴趣的。本文从球在可能存在势场的粘性介质中作布朗运动的随机微分方程出发，导出了描述浓度演化的偏微分方程。势场可以是粒子之间的相互作用，也可以是外部施加的。对于其取向可以由矢量（$S^2$）指定的粒子执行一次推导，并且对于需要旋转矩阵（$SO(3)$）的粒子再次执行推导。推导表明概率密度和浓度，伊藤和Stratonovich演算之间的重要区别，并得到一个Piola型恒等式来完成推导。
2020-01-08 cond-mat.stat-mech
Comments On the heat capacity of liquids at high temperatures, S.M. Stishov, Physica A 478 (2017) 205
结果表明，对于包括键合势在内的许多对相互作用势，在任意密度下，稠密气体、流体和液体的等容热容随温度的升高而减小，液体等容热容随温度的降低与粒子间相互作用随温度的升高而减小有关;与密度无关的非理想稀气体径向分布函数可以描述液氩等容热容的温度依赖性;依赖于密度和温度的径向分布函数描述了液体的等容热容的温度依赖性和致密流体;软球的Carnahan-Starling状态方程对氩的等容热容给出了很好的定量描述; 2动能随温度的变化比势能随温度的变化更快; 3液态可以看作是致密气体的状态。导出了（温度，密度）平面上Frenkel线的显式表达式.
2019-01-28 cond-mat.stat-mech
Upside/Downside statistical mechanics of nonequilibrium Brownian motion. II. Heat transfer and energy partitioning of a free particle
研究了在稳态条件下，由不同局部温度的多个热库驱动的布朗粒子在激活和弛豫过程中的能量分配。具体地说，我们应用在前一篇文章[G. T. Craven和A. Nitzan，J. Chem. Phys. 148，044101（2018）]，以检查布朗过程的两个子集合的热输运性质，在任何给定的时间，通过指定每个组中的所有轨迹在当时具有高于（向上）或低于（向下）预选能量阈值的能量来区分。动力学性质描述的能量积累和释放过程中的激活/弛豫事件和关系的上/下热库之间的能量分配。讨论了由上行和下行事件引起的热传输的影响。
2019-08-01 cond-mat.stat-mech
Complex heat capacity and entropy production of temperature modulated systems
从随机热力学的角度研究了温度调制下的非平衡系统。我们发现，对于小振幅的温度振荡，热通量的行为正弦随时间的推移，结果，允许复杂的热容量的定义。复热容的实部是动态热容，其虚部与熵产生率成正比。我们还证明了复热容的极点等于虚单位乘以未扰动演化算子的本征值，并且都位于复频率的下半平面内，从而保证了Kramers-Kronig关系的服从.本文还对调和固体的复热容进行了精确计算，确定了动态热容和熵产生率的色散关系。
2019-05-24 cond-mat.stat-mech
Notes on heat engines and negative temperatures
我们表明，卡诺循环之间的正的正则温度浴和负的正则温度浴的效率等于1。由此可见，负的规范温度不能等同于绝对温度。我们用变化磁场中的自旋来说明这一点。
2016-06-16 cond-mat.stat-mech
High-field specific heat and entropy obtained from adiabatic temperature change
比热和熵是相关的热力学性质，它们可以作为宏观探针来探测材料在环境条件下和高场下的微观性质。然而，在强外场下测量比热是一项具有挑战性的任务，同样要获得相同条件下的熵。在这里，我们描述了一种方法来获得高场比热和熵的比热测量在环境条件下和直接温度变化引起的绝热场的变化。我们推导了简单的热力学方程来计算比热和熵，我们的结果与在磁场、电场和压力下比热的实验数据符合得令人满意。
2021-04-21 cond-mat.stat-mech
Deviation from the Fourier law in room-temperature heat pulse experiments
我们报告在室温下的热脉冲实验，不能用傅立叶定律描述。的实验数据是正确的Guyer-Krumhansl方程，在其过度扩散制度建模。这种现象是由于具有不同传导率的传导通道，并且平行于热通量的方向。
2015-06-17 cond-mat.stat-mech
Entropy production and heat capacity of systems under time-dependent oscillating temperature
使用随机热力学，我们确定的熵产生和动态热容量的系统受到正弦时间依赖的温度，在这种情况下，系统是永久的热力学平衡诱导连续产生的熵。系统根据福克-普朗克或福克-普朗克-克拉默斯方程随时间演化。这些方程的解决方案，对于谐波力的情况下，发现正是从中获得的热通量，熵的生产和动态热容量的温度调制的频率的函数。这最后两个量被示出为与复数热容的实部和虚部有关。
2019-03-23 cond-mat.stat-mech
A new succinct proof on the equivalence of the Nernst equation and the vanishing heat capacity at absolute zero temperature
该研究从三个热力学量的欧拉链式法则出发，新证明了能斯特方程与绝对零度下热容消失的等价性，同时指出相关文献结论有待讨论。
2024-12-12 cond-mat.stat-mech
Beyond Constant-Temperature Reservoirs: A Stirling Cycle with Constant Heat-Generation Rate
本文针对放射性同位素电源系统，构建了运行于恒定热产生率热源与恒温冷源间的有限时间热机理论框架，发现平均输出功率与效率的普适比例关系，并以 Stirling 循环为案例揭示了热源温度振荡及放射性衰变对性能的长期影响。
2025-06-25 cond-mat.stat-mech
An explanation for the glass-like anomaly in the low-temperature specific heat of incommensurate phases
对无公度相低温比热中出现的玻璃状异常现象提出了解释。这种解释的关键是在计算热力学量值时适当考虑相子阻尼。在三种可能的情况下相子动力学的非公度相的低温比热进行了讨论：没有相子间隙，静态相子间隙和相子间隙的动态起源。现有的核磁共振和非弹性散射数据表明，这些情况是可能的联苯，蓝青铜$\rm K_{0.30}MoO_3$和BCPS分别。相应的低温比热的估计值与实验结果相当吻合。
2004-12-09 cond-mat.stat-mech
Temperature Profiles in Hamiltonian Heat Conduction
我们研究热输运的背景下的哈密顿和相关的随机模型与最近邻耦合，并推导出一个普遍的法律的温度分布的一大类这样的模型。该定律包含参数$α$，并且仅当$α=1$。$α$的值取决于能量交换机制，包括示踪粒子的运动范围及其飞行时间。
2004-05-17 cond-mat.stat-mech
A glass-like behavior in the low-temperature specific heat is a natural property of any real crystal
我们提供了一个严格的计算自由能的非金属晶体含有一个小浓度的缺陷。低温主导贡献为$\propto T^2$。这进一步给出了如玻璃所表现出的线性$T$低温比热。这些结果还表明，与玻璃中发生的情况类似，几乎完美晶体的长波长光谱不足以确定其低温行为。
2007-10-09 cond-mat.stat-mech
T-Shape Molecular Heat Pump
本文报道了第一个用T型Frenkel-Kontorova晶格模拟的热泵分子器件。该系统是一个三端装置，其重要特点是热量可以通过第三端从低温区泵送到高温区。泵浦作用是通过施加一个随机的外力来周期性地调节原子温度而实现的。简要讨论了热泵的温度、频率和系统尺寸的依赖性。
2011-11-03 cond-mat.stat-mech
Guyer-Krumhansl-type heat conduction at room temperature
本文报道了在各种人造和天然材料中进行的热脉冲实验结果。实验在室温下用宏观样品进行。结果表明，温度的演变不遵循傅立叶定律，但很好地解释了Guyer-Krumhansl方程。观察证实了非平衡态热力学的能力，制定普遍的热机械过程的本构关系。
2017-04-02 cond-mat.stat-mech
Diffusion of interface and heat conduction in the three-dimensional Ising model
我们研究了三维伊辛模型中界面扩散运动、热传导和粗糙化转变之间的关系。我们数值计算的热导率和扩散常数，发现扩散常数显示出交叉的温度依赖性。交叉温度等于平衡时的粗化转变温度，当热量在系统中流动时，交叉温度偏离平衡时的粗化转变温度。根据这些结果，我们讨论了热传导引起粗化转变温度漂移的可能性。
2019-05-07 cond-mat.stat-mech
Degenerate fermion gas heating by hole creation
如果被捕获的气体是简并费米子系统，从原子阱中移除粒子的损失过程会在单个粒子分布中留下空穴。空穴的出现增加了温度，我们表明，加热是（i）显着的，如果初始温度远低于费米温度$T_{F}$，和（ii）增加的温度后，系统的寿命的一半，$T \geq T_{F}/4$，无论初始温度。空穴加热对观察原子陷阱中的库珀配对的前景具有重要的影响。
2001-10-04 cond-mat.stat-mech
Anomalous temperature-dependent heat transport in one-dimensional momentum-conserving systems with soft-type interparticle interaction
本文用数值方法研究了具有软型（ST）非谐相互作用的一维晶格中的热输运行为。研究发现，随着系统温度的升高，尽管ST非谐性的引入使声子软化并降低了它们的速度，但这种非线性与硬型非线性（HT）一样，仍然不能完全阻尼最长波声子。因此，一个异常的温度依赖的热输运与某些标度性质类似的费米-Pasta-Ulam类系统与HT相互作用可以看出。我们从模拟的详细检查很好地验证了这种温度依赖性行为。
2017-04-22 cond-mat.stat-mech
On Unsteady Heat Conduction in a Harmonic Crystal
建立了一维谐振晶体非稳态传热的解析模型。引入非局部温度作为动力学温度的推广。导出了一个用非局部温度表示的非定常热过程的封闭方程。对于瞬时热扰动的动力学温度的时间可逆方程推导和求解。得到所考虑的系统中的热通量的本构关系。该定律与傅里叶定律显着不同，它预测了热锋的有限速度以及热通量与晶体长度的独立性。计算机模拟结果证实了分析结果。
2015-11-24 cond-mat.stat-mech
Directed motion generated by heat bath nonlinearly driven by external noise
基于系统热浴方法，其中浴是由外部高斯随机力的非线性调制，我们提出了一个新的微观模型来研究定向运动的过阻尼极限的非平衡开放系统。利用热浴和外调制之间的耦合作为小扰动，我们构造了一个具有乘性噪声和空间相关耗散的Langevin方程和相应的过阻尼极限下的Fokker-Planck-Smoluchowski方程.我们研究的热力学一致性条件和探索的可能性，观察相感应电流作为一个结果的状态相关的扩散，并必然，非线性驱动的热浴由外部噪声。
2007-11-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heat-to-motion conversion for quantum active matter
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；The Abdus Salam International Center for Theoretical Physics（阿卜杜斯·萨拉姆国际理论物理中心）；Università di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；Centro Atómico Bariloche（巴里洛切原子能中心）；Instituto de Nanociencia y Nanotecnología CONICET-CNEA（阿根廷国家科学和技术研究委员会-国家原子能委员会纳米科学与技术研究所）
该研究提出了一种量子活性粒子模型，通过自旋-轨道相互作用将热量转化为运动，揭示了量子特性在活性物质中的表现。
2025-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental Realization of a Minimal Microscopic Heat Engine
微型热机是将热源之间的能量流转换为功或系统运动的微型系统。我们已经在实验上实现了一个最小的微观热机。它是由一个被光学捕获在椭圆势阱中的胶体布朗粒子组成，并同时耦合到两个沿垂直方向作用的不同温度的热浴中。对于浴槽和电势的主方向的一般布置，系统的对称性被破坏，使得热流驱动粒子围绕电势最小值的系统回转运动。使用实验测得的轨迹，我们量化的粒子的回转运动，产生的扭矩，它施加在潜在的，和相关的热流之间的热浴。我们发现实验结果和理论预测之间非常吻合。
2017-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heat capacity of a thin membrane at very low temperature
计算了自由支撑薄膜的热容随厚度和温度的变化关系。一个值得注意的事实是，对于一个给定的温度，存在一个最小的热容的厚度的依赖。在给定温度下，热容与其最小值之比是厚度与其最小值之比的泛函数。给定温度下热容的最小值与温度的平方成正比。我们的分析，特别是可以用于优化微测辐射热计的支撑膜。
2006-12-18 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Heat Transport in Ionic Liquids
针对液体热输运机制研究不足的问题，通过分子动力学模拟研究LiCl、KCl及其共晶混合物的热输运，发现混合物热导率随温度出现峰值，归因于第三组分引入产生的扩散性相干集体运动（扩散声子）。
2025-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Average negative heat in a non-Markovian bath
本文通过胶体粒子在粘弹性非马尔可夫浴中的往复运动实验，观测到反向运动时从浴到粒子的系统性负热流，并用时间延迟响应模型解释，为非马尔可夫环境下新型微引擎的实现与优化提供依据。
2023-11-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective temperatures of a heated Brownian particle
我们研究了一个特别简单的非平衡静止系统，即一个加热的布朗粒子悬浮在流体中的有效温度的各种可能的定义。基于波动耗散比的有效温度取决于所考虑的时间尺度，因此不可能对加热粒子进行简单的朗之万描述。这个有效温度的短时间和长时间的限制被证明是一致的温度估计从动能和爱因斯坦关系，分别。涨落定理提供了温度的另一种定义，它与涨落耗散率的短时值相一致。
2011-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Steady-state ballistic thermal transport associated with transversal motions in a damped graphene lattice subjected to a point heat source
在本文中，我们处理的石墨烯晶格受到点热源的弹道热输运。假设石墨烯片在张力下悬浮在粘性气体中。我们使用的模型的谐波多原子（更确切地说是双原子）晶格执行出平面运动。晶格的动力学由随机常微分方程的无限系统描述，右手边是白噪声，它模拟了点热源。在前人非稳态分析的基础上，提出了一个连续近似下的解析公式，该公式可以描述连续近似下石墨烯晶格中的稳态动力学温度分布。所得到的解决方案是在一个很好的协议与数值结果得到的离散系统除了附近的6个奇异射线的起源在热源的位置。连续解在这些射线处变得奇异，不像离散解那样，离散解似乎在某种意义上沿着射线局部化。讨论了导致这种定向局部化的因素以及连续解和离散解之间的不匹配。我们期望，建议的公式适用于各种阻尼多原子晶格中的所有粒子具有相同的质量，在对所有粒子的外粘度的情况下，普遍的。
2021-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Flexible Macroscopic Models for Dense-Fluid Shockwaves: Partitioning Heat and Work; Delaying Stress and Heat Flux; Two-Temperature Thermal Relaxation
区分纵向和横向温度的宏观模型可以提供由分子动力学模拟揭示的微观激波结构的改进的描述。此外，我们可以在模型中包括三个弛豫时间，两个基于麦克斯韦粘弹性及其用于热流的Cattaneo方程模拟，第三个基于克鲁克-玻尔兹曼方程。这种方法可以复制所观察到的应力滞后（其滞后于应变速率）和热通量滞后（其滞后于温度梯度），以及两个温度的最终平衡。对于剖面稳定性，时间滞后不能太大。通过划分纵向和横向贡献的功和热，包括张量热导率和体积粘度，所有的定性微观特征的强简单流体激波结构可以重现。
2010-05-10 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Time Evolution of Heat Conduction in a Generalized Model of Brownian Motion
Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学物理研究所）
通过广义布朗运动模型研究谐振子网络的热传导，推导稳态热流解析表达式，证实傅里叶定律和微观热边界电阻，并数值分析热流的时间演化，发现瞬时热流方向由相互作用类型决定。
2026-06-07 cond-mat.stat-mech nucl-th quant-ph
Heat conductance in nonlinear lattices at small temperature gradients
本文提出了一种新的方法框架内，在一维晶格中的热导率可以进行研究。将整个导热过程分为两个部分，第一部分是两端温度$T$相等时的平衡过程，第二部分是一端温度$ΔT$，另一端温度为零时的非平衡过程。这种方法允许在$ΔT \to 0$上显著减少计算时间。发现阈值温度$T_{\rm thr}$，其尺度$T_{\rm thr}(N) \sim N^{-3}$与晶格尺寸$N$和按惯例分离两种机制的热导：声子机制占主导地位的$T < T_{\rm thr}$和孤子的贡献随温度的增加在$T > T_{\rm thr}$。孤子和呼吸子直接可视化的数值实验。在$ΔT \to 0$极限下的非线性晶格的热传导问题可以归结为具有由温度$T$的平衡过程确定的含时随机刚度的调和晶格的热传导问题。详细的分析是针对$β$ -FPU晶格进行的，虽然主要结果对于具有任意势的一维晶格是有效的。
2010-06-09 cond-mat.stat-mech nlin.CD
On the unattainability of absolute zero temperature and the Nernst heat theorem
有时有人认为，无法达到零温度是热力学第二定律的结果。从历史上看，零温度的不可达性与第二定律的独立性在80多年前就被证明了，但这一论断在文献中被重复。这一断言自然导致了一个疑问，即零温度的不可达性并不等同于能斯特热定理。能斯特热定理和剩余熵之间的明显矛盾进一步使第三定律的问题复杂化。总的来说，第三定律的有效性似乎丧失了，给人一种假设有些模糊的印象，作者最近通过对第三定律的表述进行改进，解决了剩余熵与能斯特热定理之间的明显矛盾。在此基础上，解决了两个有争议的问题，即零温度的不可达性与第二定律的独立性以及零温度的不可达性与能斯特热定理的等价性。
2018-04-05 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Hot Brownian Motion
本文导出了热粒子在粘性随温度变化的简单溶剂中的非平衡布朗运动的广义马尔可夫描述。我们的广义波动耗散和斯托克斯-爱因斯坦关系的分析结果与激光加热的金纳米粒子的测量结果相比毫不逊色，并为新兴的光热技术提供了一个实用的合理的基础。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Heat Conduction, and the Lack Thereof, in Time-Reversible Dynamical Systems: Generalized Nosé-Hoover Oscillators with a Temperature Gradient
我们使用非平衡分子动力学来分析和说明平衡和非平衡（热传导）谐振子的一个恒温器和两个恒温器版本之间的定性差异。在相空间中，具有完全相同的温度场的保守非导热区可以与耗散导热区共存。
2014-04-13 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.class-ph
