Nonextensibility of internal energy in incomplete statistics and the zeroth law of thermodynamics
基于不完全统计熵和联合概率因子分解条件，研究了不完全统计熵中存在的两个有争议的问题：一是复合系统内能的正确表达式是什么;二是热力学第零定律是否成立.通过精确的数学计算，导出了复合体系内能的一些新的等效表达式。此外，通过自洽计算，阐明了热力学第零定律也适用于IS，但无法从理论上加以证明。最后指出文献中导出的广义热力学第零定律和复合体系内能的表达式是不正确的，因为其中隐含了两个不合理的假设。
2007-02-05 cond-mat.stat-mech
Comparison of the Standard Statistical Thermodynamics (SST) with the Generalized Statistical Thermodynamics (GST) Results for the Ising Chain
本文对Andrade [Physica A 175（1991）285]在广义统计热力学框架下得到的一维伊辛模型的内能和比热进行了一定的推广，并与标准统计热力学中计算的内能和比热进行了比较。
1996-12-05 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and stability of non-equilibrium steady states in open systems
热力学参数在构造物理激励的李雅普诺夫泛函中是有用的，用于空间均质平衡定态的非线性稳定性分析，其中空间均质平衡定态是孤立的孤立系。不幸的是，限制为物理上的孤立系是必要的，标准的论点是不适用的，甚至对一些非常简单的物理上的开放系统。另一方面，非线性开放系统的非线性稳定性研究通常使用所谓的能量方法。不幸的是，“能量法”的名称显然是用词不当。传统上被称为“能量”的数学量与物理意义上的能量毫无联系。因此，真正的拓扑概念在拓扑开放系统的非线性稳定性分析中似乎没有用处。我们证明这是不正确的。特别是，我们提出了一个建设，在简单的热传导问题的情况下，导致一个物理上动机良好的李雅普诺夫功能，有效地取代人工李雅普诺夫功能中使用的标准能量方法。所提出的结构似乎是一般的，足以应用于复杂的热机械设置。
2017-12-10 cond-mat.stat-mech
Mesoscopic Nonequilibrium Thermodynamics of Single Macromolecules and Dynamic Entropy-Energy Compensation
基于随机动力学原理，我们对具有或不具有细致平衡的单个大分子在等温环境流体中的热力学行为给出了一个公理化的完整形式。通过细致平衡，新理论给出了大分子熵和自由能的介观、非平衡概括。介观能量和熵波动。当且仅当大分子处于热平衡时，熵产生的期望值为零，其中我们表明熵仍然波动，但自由能是常数。熵涨落a la L.D.朗道，精确地匹配的波动，在内能，这反过来又等于波动的热量耗散。作为Clausius经典结果的推广，在热平衡下，大分子熵和能量的动态涨落得到了精确补偿。对于系统的细致平衡，亥姆霍兹自由能被证明是潜在的Onsager的热力学力。
2001-10-01 cond-mat.stat-mech
Energy Dissipation Bounds for Autonomous Thermodynamic Cycles
在热力学过程中，有多少自由能不可逆地损失？对于确定性协议，能量耗散的下限来自于与在有限时间内将系统推离平衡相关联的热力学摩擦。最近的工作也限制了精确移动单个自由度的成本。使用随机热力学，我们计算一个自主控制系统的总能量成本，同时考虑热力学摩擦和熵成本，精确地指导一个单一的控制参数。我们的研究结果对通常对绝热极限的理解提出了挑战：在这里，即使无限慢的协议在能量上也是不可逆的。
2021-03-25 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Minimal Energy Cost for Thermodynamic Information Processing: Measurement and Information Erasure
给出了测量和擦除信息所需的热力学能量成本（功）的基本下界，擦除的下界证明了“Landauer原理”在一种特殊情况下成立，但也意味着它的崩溃，表明逻辑可逆性和物理可逆性之间不存在唯一的关系。我们的结果构成了“信息热力学”第二定律，其中的信息量和热力学变量被同等对待。
2009-05-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Formulation of thermodynamics for the glassy state: configurational energy as a modest source of energy
玻璃是一种过冷液体，非常缓慢地向平衡结晶状态松弛。它的能量平衡很难理解，因为人们普遍认为，玻璃态不能用热力学来描述。然而，经典的悖论，涉及的Escherifest关系和Prigogine Defay比可以解释时，“有效”或“虚构”的温度的慢模式作为额外的系统参数。在理清了正确的图景之后，从热力学的观点重新考虑玻璃是很有趣的。玻璃碎片，保持在固定的温度和体积，向较低的能量松弛。热量被释放，导致明显违反所有基本的热力学定律。最有趣的应用是使用玻璃或无定形系统作为能量来源，通过在熔融然后结晶的过程中提取构型能量。
2001-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Thermodynamics of Time-dependent Langevin Systems: Energy Balance Relation and the Extended Form of the Second Law
从非平衡吉布斯熵的一般定义出发，发展了含时朗之万动力学的一般非平衡热力学理论。结果表明，热力学第一定律和第二定律中出现的符号可以一致地应用于瞬态非平衡过程。我们找到了一个代表系统能量平衡关系的一般等式，并进一步对第二定律的推广形式提出了一个明确的数学解释，它只在含时情况下才成立。最后还介绍了几个经典热力学过程的应用。
2009-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Thermodynamic limit and boundary energy of the spin-1 Heisenberg chain with non-diagonal boundary fields
研究了具有非对角边界场的各向同性自旋1海森堡链的热力学极限和边界能。利用密度矩阵重整化群计算了基态下$ T-Q $关系中非齐次项的有限尺寸标度性质。基于我们的研究结果，系统在热力学极限下的边界能可以从具有平行边界场的相关模型的Bethe近似方程得到。这些结果可以直接推广到$SU(2)$对称高自旋海森堡模型.
2022-03-04 cond-mat.stat-mech hep-th
Steady state thermodynamics of ideal gas in shear flow
本文以类似热力学方式描述Coutte流中理想气体的全局能量交换，推导内能与状态参数的基本关系，提出极值原理决定稳定稳态，建立类似平衡态热力学的稳态热力学框架。
2023-07-28 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Thermodynamic entropy of a many body energy eigenstate
有人认为，一个典型的多体能量本征态有一个定义良好的热力学熵和个人的本征态具有类似的一般孤立系的热力学特性。我们研究大系统的本征态能量相当于有限的温度。当系统的准静态演化是绝热的（在量子力学意义上），两个耦合的子系统可以将热量从一个子系统传递到另一个子系统，但仍保持在能量本征态。为了从波函数明确地构造熵，自由度被分成两个不相等的部分。我们认为，这两个子系统之间的纠缠熵是较小的子系统的每自由度的热力学熵。这是通过追踪较大的子系统来获得密度矩阵，并计算对角和非对角对纠缠熵的贡献来完成的。
2009-10-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
The second law of thermodynamics from concave energy in classical mechanics
本文还研究了最近提出的热力学第二定律的量子力学判据“能量守恒”，它适用于被势场限制在有界区域内的经典粒子系统，该势场具有随时间变化的耦合常数。结果表明，当能量是耦合常数的凹函数时，猝灭过程中粒子作功的时间平均不可能超过相应准静态过程中粒子作功的时间平均。证明了对于具有某些性质的一般约束势，能量确实是凹的。这一结果意味着系统满足绝热环境中的最大功原理，作为热力学第二定律的表达。
2019-12-05 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
A self-consistent thermodynamic model of metallic systems. Application for the description of gold
本文提出了一个金属体系的自洽热力学模型。吉布斯自由能的表达式，其中包括弹性（静态）能量，振动能量的德拜模型，和电子部分的Hartee-Fock近似。弹性能由一个与体积有关的非谐势引入。从吉布斯能，所有的热力学量，以及状态方程，是自洽获得。该模型适用于描述大块金的温度范围$0 \leq T \lesssim 1300$ K和外部压力高达30 GPa。计算的热力学性质用图表示，并与实验数据符合得很好。讨论了该方法的优点和进一步发展的机会。
2014-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermodynamic consistency of energy and virial routes: An exact proof within the linearized Debye-Hückel theory
线性化的Debye-Hückel理论的液体状态，提供了物理上一致的维里和能量路线的任何潜在的和任何维度。这一结果的重要性有界的潜力进行了讨论。
2009-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Saddles in the energy landscape: extensivity and thermodynamic formalism
我们正式扩展的能量景观的方法来考虑鞍点的液体热力学。通过考虑宏观势能的广泛性质，我们导出了鞍点随系统大小的标度行为，以及低阶鞍点性质的几个近似（即，只有少数不稳定的方向）。然后，我们投在鞍显式的形式和规范的配分函数发展，第一次，一个严格的能源景观的方法能够再现模拟中观察到的趋势，特别是温度依赖性的能源和分数阶采样鞍。
2003-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unified phonon-based approach to the thermodynamics of solid, liquid and gas states
我们介绍了一个统一的方法，物质（固体，液体和气体）的状态，并描述了热力学的压力-温度相图的声子激发。通过打破声子相互作用的对称性，推导出两个横向声子极化（声子带隙）中低能截止的有效汉密尔顿。此外，我们构造的统计力学的聚集态采用德拜近似。所介绍的形式主义涵盖了固体的德拜理论，液体的声子理论，以及热力学极限，如杜隆-珀蒂热力学极限，理想气体极限和新的热力学极限，在这里被称为弗伦克尔线热力学极限。讨论了液体中弗伦克尔线以上和以下的声子传播和局域化效应，解释了“快声”现象。作为对我们的理论的测试，我们计算速度-速度自相关和对分布函数内的格林-久保形式主义。在统一方法的框架下，我们证明了声子动力学和对关联之间的一致性。讨论了声子带隙工程、超声波操纵技术和探索与地球和行星科学有关的流体奇异行为的新方向。所提出的结果是同样重要的实际意义和基础研究。
2015-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ultrarelativistic generalized Lorentzian thermodynamics and the differential cosmic ray energy flux
我们将超相对论广义洛伦兹准平衡态热力学能量分布应用于银河宇宙线通量的能谱。推断出的幂律斜率包含一个组件，其演变与宇宙射线能量的步骤的三分之一，类似的序列的结构功能，在充分发展的柯尔莫哥洛夫湍流。在广义热力学范围内，化学势可以由通量在能量递减时的偏差来估计。两者都可能为宇宙射线加速机制提供一些线索，使其达到非常高的能量。
2017-07-25 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech physics.space-ph
Thermodynamic limit and boundary energy of the SU(3) spin chain with non-diagonal boundary fields
研究了具有不平行边界场的su（n）不变自旋链模型的热力学极限。结果表明，在热力学极限下，伴随T-Q关系中的非齐次项对基态能量的贡献为零。这一事实使我们能够计算系统的边界能。以su（2）（或XXX）自旋链和su（3）自旋链为例，研究了模型的边界能。本文的方法可以推广到其它高阶非对角边界场模型的热力学性质和边界能的研究。
2016-12-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum thermodynamics of nanoscale steady states far from equilibrium
我们开发了一个精确的量子热力学描述的非相互作用的纳米级的稳定状态，强烈耦合与多个水库。它表明，存在一个稳态的热力学函数，正确地占多端Landauer-Büttiker公式的量子输运的电荷，能量或热量，通过非平衡热力学关系的扩展。它的显式形式得到一个单一的玻色子或费米子水平的宽带限制，并确定相应的热力学力（亲和力）。Onsager互惠关系的非线性推广。我们建议，稳态热力学函数也能够表征热波动占主导地位的临界运输的热流波动。本文还指出，对于具有局域相互作用的自旋简并单能级，所提出的非平衡稳态热力学关系似乎仍然成立。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamic consistency between the energy and virial routes in the mean spherical approximation for soft potentials
它被证明，对于任何软势的特点是一个有限的傅里叶变换$\widetildeϕ(k)$，维里和能量热力学路线是等价的近似，使傅里叶变换的总关联函数除以密度$ρ$是一个任意的函数$ρβ\widetildeϕ(k)$，其中$β$是逆温度。这一类包括平均球近似作为一个特殊的情况。
2007-02-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Crystal-liquid interfacial free energy of hard spheres via a novel thermodynamic integration scheme
硬球晶体-液体界面自由能，（$γ_{\rm cl}$），确定从分子动力学模拟使用一种新的热力学积分（TI）计划。与以前的方法相比，该TI方案的优点是成功地规避了由于晶体-液体界面的移动而引起的滞后效应。这是通过使用极短程和不可穿透的高斯平坦壁来实现的，该平坦壁防止界面的漂移，同时施加可忽略的自由能惩罚。我们发现，它是至关重要的，以获得可靠的估计$γ_{\rm cl}$在热力学极限的有限尺寸效应进行分析。
2014-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
