Scaling relations in equilibrium nonextensive thermostatistics
广泛系统热力学中讨论的欧拉和吉布斯-迪昂关系的形式也适用于具有长程相互作用的非广泛系统,其中出现了对实体的新解释。通过这种方式,阐明了平衡非广延热统计学中Tsallis标度关系的基本原理。
2004-02-04 cond-mat.stat-mech
On the analogy between the restricted primitive model and capacitor circuits. Part II: A generalized Gibbs-Duhem consistent extension of the Pitzer-Debye-Hückel term with corrections for low and variable relative permittivity
本文提出一种热力学一致的修正 Pitzer-Debye-Hückel 项扩展,引入浓度依赖性质与最接近距离参数,结合 COSMO-RS-ES 模型显著提升了非水介质中常规盐溶解度预测及电解质建模性能。
2023-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Microscopic analysis of Clausius-Duhem processes
给定一个将系统从一个平衡态带到另一个平衡态的热力学过程,我们构造一个量,该量在该过程的微观实现的系综上的平均值仅取决于这些终态,即使在中间时刻系统是不平衡的。这一结果:(1)可以用连接两个平衡态的不可逆过程来表示它们之间的熵差,(2)导致克劳修斯-迪昂不等式的两个统计陈述,(3)可以推广到系统开始和/或结束于非平衡态的情况。
1999-06-16 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
The zeroth law in quasi-homogeneous thermodynamics and black holes
受黑洞热力学的启发,我们考虑系统的热力学第零定律的熵是一个准齐次函数的广泛的变量。我们表明,在这种情况下,广义吉布斯-迪昂恒等式和麦克斯韦构造的相位共存的基础上的标准零定律是不相容的。我们认为,广义吉布斯-迪昂身份表明修订的第零定律,从而允许重新考虑麦克斯韦的建设类比的标准情况。在黑洞的特殊情况下,我们的建议被认为是物理上的可行性。
2018-01-20 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Thermodynamics for single-molecule stretching experiments
我们展示了如何构建非平衡态热力学系统太小,被认为是在传统意义上的热力学。通过将系统看作一个大的热力学系统,利用系统的多个副本的非平衡系综,讨论了非平衡热力学关系的有效性,并通过熵产生率分析了小系统中耗散的本质。我们表明,特别是吉布斯方程,当制定的广泛的数量的平均值,仍然是有效的,而吉布斯-迪昂方程不同的大型系统由于缺乏热力学极限的方程。单分子拉伸实验解释下的棱镜这一理论。现在在这些实验中引入的平均力势和平均位置势代替了热力学势,它们分别对应于我们的亥姆霍兹能和吉布斯能。这些结果表明,热力学形式主义确实可以应用在单分子水平。
2006-06-14 cond-mat.stat-mech
Generalization of Gibbs Entropy and Thermodynamic Relation
本文推广了Gibbs熵的概念,探讨了非平衡热力学过程中熵的微观表达及热力学关系的形式结构。
2025-12-20 cond-mat.stat-mech
The Generalized Boltzmann Distribution is the Only Distribution in Which the Gibbs-Shannon Entropy Equals the Thermodynamic Entropy
我们表明,广义玻尔兹曼分布是唯一的吉布斯-香农熵等于热力学熵的分布。这个结果意味着热力学熵和吉布斯-香农熵一般不相等,而不是仅在系统与水库平衡的特殊情况下才成立。
2019-04-12 cond-mat.stat-mech
Virial theorem and Gibbs thermodynamic potential for Coulomb systems
利用巨正则系综和维里定理,我们证明了非相对论带电粒子系统的吉布斯热力学势是由电子和核的单粒子格林函数唯一定义的.这一结果在粒子间相互作用的微扰理论之外是有效的。
2013-10-29 cond-mat.stat-mech
Work producing reservoirs: Stochastic thermodynamics with generalized Gibbs ensembles
我们开发了一个一致的随机热力学环境组成的热力学水库在外部保守力领域,即环境描述的广义或吉布斯正则系综。我们通过验证诱导随机动力学的局部细致平衡关系,证明了与此类储层弱耦合的小系统可以交换热量和功。基于这一分析,我们有助于合理化的观察,非热水库可以提高效率的热力学热机。
2016-07-29 cond-mat.stat-mech
Quasi-static decomposition and the Gibbs factorial in small thermodynamic system
对于与热浴接触的小热力学系统,我们通过施加以下两个条件来确定自由能。首先,在任何组态变化的准静态功等于自由能差。第二,自由能的温度依赖性满足Gibbs-Helmholtz关系。我们发现,这些先决条件唯一导致的自由能的经典系统组成的$N$相互作用的相同的粒子,添加剂常数成比例的$N$。由此确定的自由能除了吉布斯-玻尔兹曼因子的相空间积分之外还包含吉布斯因子$N!$。推导的关键步骤是构造小热力学系统的准静态分解。
2022-05-12 cond-mat.stat-mech
The Gibbs "volume" entropy is incorrect
在最近的论文中,几位作者声称,吉布斯最初提出的以相空间中体积的对数来定义热力学熵是唯一有效的定义。从吉布斯熵出发,这些作者声称热力学不能扩展到包括负温度。然而,吉布斯熵不能满足热力学的假设,导致严重的错误。特别地,对于具有非单调能量密度的系统,吉布斯熵的预测是不正确的。我们表明,平衡熵的正确表达式包含一个积分在相空间中的表面上,负温度是一个有效的热力学概念。
2015-06-23 cond-mat.stat-mech
Relaxation to Gaussian Generalized Gibbs Ensembles in Quadratic Bosonic Systems in the Thermodynamic Limit
可积量子多体系统被认为平衡到广义吉布斯系综(GGEs),其特征在于运动积分的期望值。我们研究了在热力学极限下精确可解的二次玻色子系统的动力学,并给出了对角奇异性弛豫到GGEs的一般机制。我们分析和明确地表明,一个自由玻色子系统放松从一般(不一定是高斯)的初始状态在一定的物理条件下的高斯广义相对论。我们还展示了在一个精确可解耦合系统中,一个谐振子与玻色子库线性相互作用的高斯广义广义相对论的弛豫。
2019-08-14 cond-mat.stat-mech
Clausius vs. Boltzmann-Gibbs entropies
在这项工作中,我们证明了不适当的玻尔兹曼-吉布斯对数公式的物理克劳修斯熵$S$在连接热力学和相空间统计。为了实现我们的目标,我们研究了简单的情况下,理想气体嵌入在一个有限的热浴和比较推导出的方程与相空间统计内得到的正则系综。然后,我们表明,上述方法的结果相互矛盾,即使在稀气体限制(无限热浴),如果我们要求的Boltmann-Gibbs公式$\ln(Density\,\, of\,\, States)$与热力学熵$S$的识别。
2014-04-07 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics is more powerful than the role to it reserved by Boltzmann-Gibbs statistical mechanics
本文简要回顾了统计力学与热力学之间的联系。我们指出,为了满足热力学及其勒让德变换的数学框架,著名的Boltzmann-Gibbs~(BG)统计力学是足够的,但不是必需的。事实上,统计力学的$N\to\infty$极限预期与热力学一致。对于其元素在概率论意义上是一般独立或准独立的系统,众所周知,BG理论(基于加性BG熵)确实满足这一期望。然而,在完全的类比中,其他基于非加性熵泛函的热统计理论(\emph{e.g.},$q$ -统计)也满足同样的期望。我们用其元素以特定方式强烈相关的系统来说明这一观点,这样它们就逃脱了BG领域。
2014-10-31 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and time-average
对于一个远离平衡态的动力系统,我们必须处理通过时间平均值定义的经验概率,主要问题是如何制定一个适当的统计热力学。通常的答案是,应该使用玻尔兹曼-吉布斯熵的标准函数表达式,用经验概率代替吉布斯测度。其他函数表达式也被提出,但显然没有明确的力学基础。在这里,它是如何自然延伸的原始程序所采用的吉布斯和欣钦在定义熵,唯一的附带条件是使用的经验概率,导致熵的函数表达式,这是一般不同的玻尔兹曼-吉布斯。特别是,吉布斯熵恢复泊松型的经验概率,而Tsallis熵恢复泊松分布的变形。
2004-09-21 cond-mat.stat-mech
(Non equilibrium) Thermodynamics of Integrable models: The Generalized Gibbs Ensemble description of the classical Neumann Model
我们研究一个经典的可积(诺依曼)模型描述的运动的一个粒子上的球,受谐波力。我们解决的问题,在无限维的限制,通过引入一个软版本,其中的球形约束仅施加平均初始条件。我们表明,广义吉布斯熵捕获的软模型的长时间平均值。我们揭示了完整的动态相图扩展,准凝聚,坐标,坐标和动量凝聚相。的波动的标度特性,使我们能够建立在严格和软球约束的情况下是等效的,确认的GGE假设的诺依曼模型的动态相图的大部分的有效性。
2020-07-28 cond-mat.stat-mech
Trends in Gibbs States for Thermodynamics of Canonical Nonlinearity
本文研究正则非线性热力学中吉布斯态的作用,推导其具体表达式,并发现其与构型平均非线性的强相关性及相应界限。
2025-05-08 cond-mat.stat-mech
Resolving the Debate Between Boltzmann and Gibbs Entropy: Relative Energy Window Eliminates Thermodynamic Inconsistencies and Allows Negative Absolute Temperatures
针对小系统微正则系综中玻尔兹曼熵与吉布斯熵的争论,提出基于相对能量窗口的新熵定义,消除热力学不一致性,允许负绝对温度,并准确匹配正则系综预测。
2024-08-12 cond-mat.stat-mech
The stumbling block of the Gibbs entropy: the reality of the negative absolute temperatures
平衡热力学的第二个Tisza-Callen假设指出,对于任何系统,存在系统的广泛参数的函数,称为熵,定义为所有平衡态,并具有这样的性质,即在没有约束的情况下,广泛参数所假定的值是那些在受约束的平衡态的流形上最大化熵的值。通过分析正负绝对温度系统的演化,我们证明了玻尔兹曼熵公式满足这一假设,而吉布斯熵公式不满足这一假设。因此,吉布斯公式不是熵的普遍有效的表达式。反之亦然,如果我们通过反证法假设某些热力学系统的平衡态是由吉布斯公式而不是玻尔兹曼公式决定的,这意味着这样的系统有宏观涨落,因此没有达到热力学平衡。
2015-09-26 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Behavior of Statistical Event Counting in Time: Independent and Correlated Measurements
我们介绍了时间序列的熵分析,重复测量的统计观测量,基于欧拉齐次度一熵函数$Φ(t,n)$的时间$t$和事件数$n$。$Φ$的对偶性,根据共轭变量$η=-Φ'_t$和$μ=Φ'_n$,产生一个微分形式的“状态方程”(EoS),类似于经典热力学中的吉布斯-迪昂关系:$t dη-n dμ= 0$。对于具有速率$r$、$η=r(e^μ-1)$的简单泊松计数。共轭变量$η$然后被识别为等于$Φ(t,n)$的Hamilton-Jacobi方程中的Hamilton-Jacobi函数。将相同的逻辑应用于时间相关事件的熵函数,产生作为矩阵的主特征值的哈密尔顿算子。对于时间可逆的情况,它是对称马尔可夫部分$\sqrt{π_i}q_{ij}/\sqrt{π_j}$和共轭变量$μ_iδ_{ij}$的和。特征向量,作为一个后验的天真计数措施用作先验,建议一组马尔可夫状态的内在特征。
2021-09-27 cond-mat.stat-mech
The correspondence between the Adam-Gibbs and the Rosenfield relations
本文从微观视角推导并比较Adam-Gibbs与Rosenfield关系,发现两者在有效温区理论与数值结果一致,存在对应转变温度,还推广Rosenfield关系并论证稳态香农熵可视为热力学熵的依据。
2025-04-18 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of DNA-RNA renaturation
我们考虑一个新的模型,它由一个DNA和一个RNA组成。在这里,我们假设DNA来自哺乳动物或鸟类,而RNA来自病毒。为了研究该模型的热力学性质,我们采用了统计力学的方法,即吉布斯测度理论。我们使用这些措施来描述阶段(状态)的DNA-RNA系统。利用马尔可夫链(对应于吉布斯测度),我们给出了DNA-RNA复性的条件(温度)。
2021-02-06 cond-mat.stat-mech
Critique of the Gibbs volume entropy and its implication
Dunkel和Hilbert,“Consistent thermostatistics forbids negative绝对温度”,Nature Physics,{ \bf 10},67(2014),以及Hilbert,Hänggi和Dunkel,“热力学定律in孤立系”,Phys. Rev. E { \bf 90},062116(2014)提出了一种不寻常的热力学观点,将传统上被认为是正确的几个性质放在一边。在其他特征中,他们的结果不满足Tisza和Callen最初提出的热力学假设。在他们的理论中,当两个物体热接触时,它们的温度差异不能决定热流的方向。他们否认负温度是可能的。我们不同意他们的大多数主张,我们提出的论点,有利于一个更传统的解释热力学。我们明确地表明,它是可能的推导出的热力学熵的顺磁体沿着经典热力学的路线,它同意在平衡状态下的玻尔兹曼熵。效率大于1的卡诺热机是一个定义问题,并且无论分析中是否使用负温度,都有可能实现反向能量分布。我们详细阐述彭罗斯的论点,一个绝热和可逆的过程连接系统的哈密顿$H$ $-H$是可能的,因此负温度逻辑上必须存在。我们给出了一个示范,玻尔兹曼温度决定的方向的热流,而吉布斯温度没有,足够大的系统。
2015-07-08 cond-mat.stat-mech
The Gibbs paradox revisited from the fluctuation theorem with absolute irreversibility
在Gibbs提出的热力学熵中加入因子$\ln (1/N!)$,等价于具有绝对不可逆性的气体混合涨落定理的有效性。
2016-11-25 cond-mat.stat-mech
Direct measurement of nonequilibrium system entropy is consistent with Gibbs-Shannon form
随机热力学将经典热力学扩展到与一个或多个热浴接触的小系统。它可以解释热涨落的影响,并描述远离热力学平衡的系统。一个基本的假设是,香农熵的表达式是在这样的设置非平衡系统的熵的适当的描述。在这里,我们第一次通过实验测量这个函数。我们的系统是一个微米级的胶体粒子在水中,在一个虚拟的双势阱的反馈陷阱。我们测量的工作,以消除一个比特的信息的一小部分,并表明它是有界的香农熵的两个状态系统。此外,通过直接测量慢协议的可逆性,我们可以明确区分协议,可以和不能达到预期的热力学界限。
2017-05-25 cond-mat.stat-mech
From Boltzmann-Gibbs ensemble to generalized ensembles
本文用多项式系数法重新考虑了热力学中的Boltzmann-Gibbs统计系综。我们表明,系综定义的四个统计量,元素概率$p_i$,配置概率$P_j$,熵$S$和极值约束(EC)的确定。这种区别是至关重要的理解的条件下,定义一个微正则,正则和macroconical合奏。这三个合奏的特点是保存其大小。系综大小的变化在四重态$\{p_i, P_j, S, \mt{EC}\}$的定义中造成了困难,引起了玻尔兹曼-吉布斯形式主义的推广,例如由Tsallis介绍的。我们证明了广义热力学是普通热力学的一种转变,使得系统的能量保持守恒。从我们的结果可以看出,Tsallis的形式主义是一个非常具体的概括,但不是唯一的。我们还重新审视了Jaynes的最大熵原理,表明在一般情况下,它可能会导致不正确的结果,并考虑适当的修正。
2011-08-27 cond-mat.stat-mech
New Comment on Gibbs Density Surface of Fluid Argon: Revised Critical Parameters, L. V. Woodcock, Int. J. Thermophys. (2014) 35, 1770-1784
结果表明,范德瓦尔斯状态方程所描述的流体存在单临界点并不是假设,而是汽液相平衡热力学条件的结果。本文还指出,流体汽液相平衡的热力学条件给出了临界点处恒温恒压对体积的一阶和二阶偏导数等于零,这是临界点存在的一般条件。
2017-05-19 cond-mat.stat-mech
Generalized Gibbs canonical ensemble: A possible physical scenario
在回顾了从广义吉布斯正则系综的引入,如所谓的热力学不确定性关系的一些基本结果,它描述了一个物理场景,这样一个广义系综自然出现的结果,修改的充满活力的交换机制之间的利益系统和它的周围,这可能是相关的框架内的远程相互作用系统。
2007-01-17 cond-mat.stat-mech
Boltzmann and Gibbs: An Attempted Reconciliation
在经典统计力学中,有三个层次的描述:微观/动力学、宏观/统计和热力学。一方面,在热力学中有一个常用的平衡概念,另一方面,在保持测量的可逆动态系统中不存在动态平衡。统计力学试图在玻尔兹曼方法中在宏观水平上和吉布斯方法中在统计水平上解释平衡。这项工作的目的是提出这些方法之间的和解,这样做,我们需要重新考虑平衡的概念。我们的建议是,系统处于或不处于平衡状态的二元性质被一个连续的共性性质所取代。
2005-01-05 cond-mat.stat-mech
Shape-Dependent Thermodynamics and Non-Local Hydrodynamics in a Non-Gibbsian Steady-State of a Drift-Diffusion System
形状相关的热力学和非局部流体动力学被认为是发生在耗散稳态的驱动扩散系统。数值模拟证实了这些预测。与幂律相关性不同,这些现象不能用“临界”假设来解释。相反,它们要求系统的有效哈密顿量包含非常长的势能,使得不变概率测度形式上是“非吉布斯的”。
1998-01-25 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.flu-dyn
On determining absolute entropy without quantum theory or the Third Law of thermodynamics
我们采用经典热力学来获得关于绝对熵的信息,而不求助于统计方法、量子力学或热力学第三定律。吉布斯-迪昂方程给出了确定流体绝对熵的各种简单方法。我们还研究了理想气体的熵和热平衡下等离子体的电离。电离度的单一测量可以用来确定熵方程中的未知常数,从而确定气体的绝对熵。从所有这些例子可以看出,在绝对零度下的熵值不需要通过公设来指定,而是可以根据经验推导出来。
2016-01-25 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.hist-ph
Quantum thermodynamics with coherence: Covariant Gibbs-preserving operation is characterized by the free energy
The University of Tokyo(东京大学)
研究了协变吉布斯保持操作的资源理论,证明通过相关催化剂,任何相干态的状态可转换完全由量子相对熵定义的自由能表征,扩展至一般资源理论。
2026-04-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Internal Energy, Fundamental Thermodynamic Relation, and Gibbs' Ensemble Theory as Laws of Statistical Counting
该研究从独立重复抽样中的统计计数与熵出发,经 Callen 公设和 Legendre–Fenchel 变换,无需求助力学即可导出内能、Gibbs 热力学基本关系及系综理论。
2022-09-26 cond-mat.stat-mech math.PR
Correlated catalyst in quantum thermodynamics
该综述介绍关联催化剂框架下的量子热力学进展,考察热操作的吉布斯保持性与协变性的态转换规律,指出二者可结合于增强热操作中。
2024-07-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Gibbs entropy and irreversible thermodynamics
最近,通过动力系统理论,已经开发了许多方法来将粒子系统的微观动力学与非平衡定态系统的宏观性质联系起来。这样一来,动力学和不可逆热力学之间的直接联系就被发现了。然而,这些研究中使用的主要量是(粗粒度的)吉布斯熵,我们认为它目前的形式似乎不适合描述非平衡态。各种简化的模型也被设计出来,给出了明确的例子,说明粗粒度的方法如何成功地给出不可逆热力学的完整描述。我们分析了这些模型指出了一些困难,在我们看来,需要克服,以建立这些模型和不可逆热力学之间的物理相关的连接。
1999-08-25 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
On Gibbs Equilibrium and Hillert Nonequilibrium Thermodynamics
本文回顾作者在KTH师从希勒特学习非平衡热力学的经历,阐述希勒特整合吉布斯平衡与昂萨格不可逆热力学、将内部变量与外部变量统一处理的核心思想,并致谢其40年来的指导与支持。
2024-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermodynamic potentials and Thermodynamic Relations in Nonextensive Thermodynamics
在非广延热力学的框架下,利用物理温度和物理压力导出了广义吉布斯自由能和广义吉布斯焓。考虑到物理温度与拉格朗日乘子的倒数之间的差异,研究了一些数学关系。利用广义热力学势,得到了定容热容与定压热容之间的热力学关系,发现它不同于吉布斯热力学中传统的热力学关系。但是,用广义热力学势计算热容的表达式是不变的。
2010-04-05 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Nonextensive thermodynamic functions in the Schrödinger-Gibbs ensemble
薛定谔建议,量子函数不能基于量子力学能级(通常是哈密顿算符的正交本征态)是量子系统唯一允许的状态的无端指控[E。Schrödinger,Statistical Thermodynamics(C. Dover,Mineola,1967)]。不同的作者通过引入量子纯态空间上的密度分布来解释这一说法,其中权重是系统哈密顿量期望值的函数。在这项工作中,我们重点关注这些分布中最著名的分布之一,并且我们证明,当在复合量子系统中考虑时,它定义了不分解为非相互作用子系统的配分函数的乘积的配分函数,即使在热力学状态下也是如此。这意味着不可能通过使用这些模型来定义广泛的热力学量,例如自由能、内能或热力学熵。因此,我们得出结论,这种分布的灵感薛定谔的想法不能用来构建一个适当的量子平衡热力学。
2015-03-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Y-Systems for Generalised Gibbs Ensembles in Integrable Quantum Field Theory
90年代初,热力学贝特分析方法被引入到可积量子场论的研究中。从那时起,它已经知道,热力学贝特方程可以重铸的形式$Y$ -系统。这些$Y$ -系统具有许多有趣的性质,特别是在高温极限下,它们的解是常数,从中可以得到紫外固定点的中心荷,并且它们是典型的周期函数,其周期与扰动场的维数成比例。在这封信中,我们将讨论推导$Y$ -系统时,标准的热力学贝特方程取代广义版本,描述广义吉布斯系综。我们发现,对于许多可积量子场论,有一大类不同的广义吉布斯系综共享相同的$Y$ -系统。
2022-05-20 cond-mat.stat-mech hep-th
On the Dual Structure of Thermodynamics
根据指数分布族的性质,分析了Gibbs正则系综的Fisher信息,构造了一种新的无机械功简单系统的态函数。这样一个函数具有良好的对称性相对于勒让德变换,并提供了一个连接与以前的替代公式的热力学,最显着的工作由Biot,Serrin和Frieden和合作者。具有机械功的系统的逻辑扩展可以类似地考虑广义吉布斯系综。
2013-10-12 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Gibbs-preserving operations requiring infinite amount of quantum coherence
本文证明存在一类吉布斯保持操作无法借助任何有限量子相干性通过热操作实现,并给出近似实现所需相干成本的一般下界,揭示其相干成本与信道引起的能量变化相关。
2025-05-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Computing the Absolute Gibbs Free Energy in Atomistic Simulations: Applications to Defects in Solids
吉布斯自由能是基本的热力学势,它是恒压条件下不同物质状态的相对稳定性的基础。然而,从原子尺度的模拟计算这个量远非微不足道。因此,系统的势能常常被用作替代,忽略了熵和非谐效应。在这里,我们讨论了不同的热力学积分路线的组合,以获得绝对吉布斯自由能的固体系统从谐波参考状态。这种方法能够直接比较不同结构的自由能,避免了对它们之间的过渡路径进行采样的需要。我们展示了这个热力学积分方案计算的吉布斯自由能与一个空缺的BCC铁,和内在的堆垛层错自由能的镍。这些例子突出了仅使用最小势能来估计晶体缺陷的自由能的缺陷,在接近熔点的温度下,这将空位自由能高估了60%,将堆垛层错能高估了几乎300%。
2017-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A thermodynamic analysis of nonsecular master equations, beyond strict energy conservation and Gibbs equilibrium state
Université de Lorraine, CNRS, LPCT(洛林大学、法国国家科学研究中心、理论与计算物理实验室)
本文对非世俗主方程进行系统热力学分析,建立统一热力学框架,证明系统-浴相互作用能和兰姆位移参与能量平衡,并比较了微观熵产生与基于约化系统动力学收缩性的定义。
2026-10-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
A short derivation of Boltzmann distribution and Gibbs entropy formula from the fundamental postulate
在统计热力学课程的早期引入玻尔兹曼分布(本着费曼的精神)有许多教学优势,特别是容易推导吉布斯熵公式。本文从统计力学的基本假设出发,提出了一个简明的推导过程,并给出了一个适合于本科生的基本计算方法。
2023-02-02 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Quenching the Anisotropic Heisenberg Chain: Exact Solution and Generalized Gibbs Ensemble Predictions
研究了自旋为1/2的可积链中的猝灭问题,其中我们用各向异性海森堡哈密顿量演化反铁磁伊辛模型的基态。对于这种非平凡的相互作用的情况下,基于第一性原理的淬火作用方法的应用程序,使我们能够给出一个精确的描述postquench稳态的热力学极限。我们表明,广义吉布斯系综,实现使用所有已知的本地保守电荷,未能重现精确的淬火行动的稳态和正确预测postquench平衡的物理观测值的期望值。这是支持的对角线合奏内的热力学极限的数值连锁集群计算。
2014-09-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermodynamic length in open quantum systems
在准静态热力学过程中产生的耗散可以通过在吉布斯状态空间上引入度量来表征,以这种方式,最小耗散协议对应于测地线轨迹。在这里,我们展示了如何通过找到与给定Lindblad主方程相关的热力学度量来将这种方法推广到开放量子系统。所得到的度规可以理解为对平衡Gibbs态背景几何的扰动,它是由Kubo-Mori-Bogoliubov(KMB)内积引起的.我们说明了两个典型的例子:一个伊辛链和一个两级系统相互作用的玻色子浴具有不同的光谱密度的建设。
2019-10-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamics and its Prediction and CALPHAD Modeling: Review, State of the Art, and Perspectives
本文综述了热力学发展,提出结合DFT与统计力学的zentropy理论,并基于含熵产生的组合定律阐明了交叉现象的物理起源。
2023-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
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
Generalized Gibbs Ensemble of 2d CFTs at large central charge in the thermodynamic limit
在热力学极限下,讨论了当空间圆的大小趋于无穷大时,高qKdV电荷修饰的二维CFTs的配分函数.在这个极限下,鞍点近似是精确的,并且在无穷大中心荷下,广义配分函数可以显式计算。我们发现,领先的1/c修正自由能可以重新制定为一个总和超过杨tableaux,我们计算的前两个qKdV收费。接下来,我们比较了广义系综与由单个主态组成的“本征态系综”。在无限中心荷的合奏匹配的期望值的本地运营商的任何值的qKdV逸度的水平。当中心荷很大但有限时,对于任意的逸度值,上述系综都是可区分的。
2018-10-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Simulating the Generalized Gibbs Ensemble (GGE): a Hilbert space Monte Carlo approach
结合经典的Monte Carlo和Bethe近似技术,设计了一种构造自旋为1/2各向同性海森堡($XXX$)链的截断广义吉布斯熵(TGGE)的数值方法.关键思想是用适当的GGE概率测度对模型的希尔伯特空间进行采样。该方法可推广到其它可积系统,如Lieb-Liniger模型。我们基准的方法专注于GGE期望值的几个本地观测。由于有限尺寸效应随系统尺寸呈指数衰减,因此中等大小的链足以提取热力学量。Monte Carlo模拟结果与热力学Bethe Answer(TBA)和量子转移矩阵方法(QTM)均一致。值得注意的是,它是可能的,以一种简单的方式提取的稳态贝特-高丁-高桥(BGT)的根分布,其中编码的热力学极限的GGE期望值的完整信息。最后,它是简单的模拟扩展的广义广义相对论,其中,除了局部积分的运动(局部电荷),包括任意功能的BGT根。作为一个例子,我们包括在广义广义相对论的第一个非平凡的准局部运动积分。
2015-07-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Does the Adam-Gibbs relation hold in simulated supercooled liquids?
我们进行严格的测试的热力学理论的玻璃化转变的实验相关的温度制度几个模拟玻璃形成。交换蒙特卡罗算法被用来估计的配置熵和静态点到集的长度尺度,并仔细外推的弛豫时间。我们首先量化的配置熵和点到集的长度尺度在二维和三维之间的关系。然后,我们表明,亚当-吉布斯关系一般违反模拟模型的实验相关的时间窗口。收集几个过冷分子液体的实验数据,我们表明,实验观察到相同的趋势。偏离亚当-吉布斯关系仍然与随机一阶跃迁理论相容,并且可以解释Kauzmann和Vogel-Fulcher-Tammann温度之间的差异。或者,它们也可能表明,即使接近$T_g$,热力学也不是缓慢动力学的唯一驱动力。
2019-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Gibbs paradox in classical thermodynamics is a consequence of the erroneous attribution of the entropy of an ideal gas to additive quantities
本文指出经典热力学中吉布斯佯谬的根源在于错误地把理想气体的熵当作可加量,并通过分析熵方程 Rnln(V/n) 说明混合气体的熵不等于各部分熵之和,从而解释了佯谬的各种表述。
2023-07-11 cond-mat.stat-mech physics.class-ph physics.hist-ph
New scaling of Adam-Gibbs relation in glass-forming systems
提出基于Adam-Gibbs模型的新标度方法,利用广义临界类构型熵表达式,发现伪临界指数n具有普适性,且动态与热力学关系吻合良好。
2025-01-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical mechanics and thermodynamics of complex systems
本文提出了一个基于广义Massieu-Planck热力学势的统一理论框架,建立了Boltzmann-Gibbs统计力学的新表述。根据这一理念的推广(经典)玻尔兹曼-吉布斯热统计学的建议,并连接到最近的非广泛的统计公式。这是通过定义一个方便的压缩函数来实现的,该压缩函数限制了完全平衡封闭的玻尔兹曼-吉布斯构型的集合。形式主义体现贝克-科恩超统计和直接连接的非线性动力学理论由于Kaniadakis提供,被提出的治疗完全符合它。作为一个例子Tsallis非广延统计完全重建到我们的制定增加新的见解(热力学第零定律,非特设定义的平均值的物理量,.)。我们将所有形式的发展与物理量和可测量量联系起来,并提出了一种建立任何基于温度测定的系统的相关统计的方法。
2003-07-06 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP