Limits of sympathetic cooling of fermions: The role of the heat capacity of the coolant
研究了初始简并费米气体在低于$T_c$的理想玻色气体和理想玻尔兹曼气体作用下的共振冷却。它示出的玻色气体低于$T_c$的冷却效率是没有任何减少时，它的热容变得远小于费米气体，其中效率是衡量的费米气体的温度降低每从冷却剂中蒸发的粒子数。这与高效冷却剂必须具有大的热容量的直观想法相矛盾。相比之下，对于玻尔兹曼气体来说，热容的最小值确实是实现T=0所必需的，并且所有的粒子都必须被蒸发。
2004-06-16 cond-mat.stat-mech
Fluctuations of the heat flux of a one-dimensional hard particle gas
已知动量守恒的一维模型表现出反常的傅立叶定律，热导率随系统尺寸的幂律变化。在这里，我们测量，通过数值模拟，几个累积的热通量的一维硬粒子气体。我们发现，累积量，像电导率，随系统大小的幂律变化。我们的研究结果还表明，累积量高于第二遵循不同的幂律时，比较环的几何形状在平衡和线性的情况下，接触两个热浴（在相同或不相同的温度）。关键词：电流涨落，反常傅立叶定律，硬粒子气体
2010-02-18 cond-mat.stat-mech
Stability analysis of the classical ideal gas in nonextensive statistics and the negative specific heat
本文用非广延统计的新理论对经典理想气体进行了稳定性分析，并利用该理论来理解某些自引力系统中的负比热现象。利用Tsallis熵的二阶变分进行了稳定性分析。当非广延参数q>5/3时，系统是热不稳定的，这与出现负比热的条件完全等价。
2008-08-14 cond-mat.stat-mech
Heat Flux in a Granular Gas
颗粒气体的流体动力学纳维-斯托克斯方程的一个特点是对傅立叶定律的修正，其中存在与密度梯度成比例的对热通量的附加贡献。因此，本构关系涉及，在单组分颗粒气体的情况下，两个传输系数：通常的（热）热导率和扩散热导率。一个非常简单的物理解释这种效果，在平均自由程和平均自由时间。它导致修改后的傅立叶定律的扩散傅立叶系数的表达式，不同的一个因素的顺序从非弹性玻尔兹曼方程获得的表达。此外，Chapman-Enskog计算的新的输运系数，以及模拟结果和理论之间的比较的一些方面进行了讨论。
2012-08-14 cond-mat.stat-mech
Specific heat of the ideal gas obeying the generalized exclusion statistics
在连续介质模型和紧束缚模型下，数值计算了服从广义不相容统计的理想气体的比热。在三维空间的连续介质模型中，低温时比热随统计参量的增大而增大，高温时比热随统计参量的增大而减小。我们发现，临界温度归一化的$μ_f$（费米能量）是0.290。在连续介质模型中，二维空间的比热与$g$无关，而在紧束缚模型中，二维空间的比热随$g$的变化而变化。从其独特的行为，GES颗粒的识别将是可能的比热。
2001-02-02 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
Heating and Cooling of Quantum Gas by Eigenstate Joule Expansion
研究了能量本征态下相互作用量子气体的焦耳膨胀。当两个不同粒子密度的子系统被允许交换粒子时，焦耳膨胀发生。数值计算表明，在本征态热化假设下，处于能量本征态的子系统统一地演化到全局平衡态。我们发现量子气体在焦耳膨胀后的温度变化具有一个特征反转温度$T_{\rm I}$。当初始温度高于（低于）$T_{\rm I}$时，气体冷却（加热），这意味着$T_{\rm I}$是一个稳定的不动点，这与经典气体的行为相反。我们的工作证明了输运现象可以在能量本征态的水平上进行研究。
2018-11-25 cond-mat.stat-mech
Negative specific heat in a Lennard-Jones-like gas with long-range interactions
本文利用分子动力学方法研究了具有吸引势$\propto r^{-α}$的二维类Lennard-Jones气体。我们考虑了相互作用的射程指数$α$、粒子数、总能量和粒子密度的影响。当相互作用变为长程（$0\le α/d<1$）时，我们检测到负比热。
2001-11-03 cond-mat.stat-mech
Heat flux of a granular gas with homogeneous temperature
研究了具有均匀颗粒温度、无质量流量和非零热流密度的颗粒气体的稳态。这种状态是通过施加一个依赖于位置的外力或将颗粒封闭在一个弯曲的二维筒仓中而形成的。在宏观上，由于密度梯度引起的热流与外力的耦合，该状态可以用非弹性纳维-斯托克斯方程的一个解来确定。相反，在介观水平上，通过精确求解BGK模型或非弹性Boltzmann方程，得到了一个单参数解族，在准弹性限度下的分子动力学模拟与理论结果一致.
2016-10-27 cond-mat.stat-mech
Model study on steady heat capacity in driven stochastic systems
我们探讨了两个和三个状态的马尔可夫模型驱动的热平衡的非势的力量来证明的基本性质的基础上的准静态过剩热的概念的稳态热容。结果表明，足够大的驱动力可以使稳态热容为负。对于低温和高温制度，我们提出了一个近似的热力学方案的“动态重整化”的有效能级。
2012-04-03 cond-mat.stat-mech
Stochastic resonance and heat fluctuations in a driven double-well system
研究了有限温度下周期性驱动（对称和非对称）双势阱系统。我们表明，平均热损失的系统的环境（浴）每周期的应用领域是一个很好的量化的随机共振。结果表明，在一个周期内，热波动总是大于功波动。所观察到的功和热的分布在共振附近表现出明显的不对称性。在大量的周期内的热损失满足传统的稳态波动定理，虽然这个量存在不同的关系。
2008-03-11 cond-mat.stat-mech
Hierarchical structure of fluctuation theorems for a driven system in contact with multiple heat reservoirs
对于与多热源接触的受驱开放系统，我们发现功或热的边际分布不满足任何涨落定理，只有功和热的联合分布满足一族涨落定理。这些涨落定理的层次结构，发现从微观可逆性的动力学，采用一步一步的粗粒化过程中的经典和量子制度。这样，我们就把所有关于功和热的涨落定理放在一个统一的框架中。我们还提出了一个通用的方法来计算的情况下，多热源的Feynman-Kac方程的功和热的联合统计。对于与多个热源接触的经典布朗粒子，我们验证了功和热联合分布的涨落定理的有效性。
2023-03-07 cond-mat.stat-mech
Heat Engines running upon a Non-Ideal Fluid Model with Higher Efficiencies than upon the Ideal Gas Model
我们考虑奥托和狄塞尔热机循环运行的工作物质的范德瓦尔斯流体作为一个简单的非理想气体模型。我们在这些模型发动机上进行了广泛的效率研究。然后，我们发现，这个“真正的”发动机模型可以超越其理想气体对应的效率，而众所周知，最大卡诺效率是相同的理想和非理想气体发动机。事实上，非理想密度越高，效率往往越高，尤其是在低温区域，但在物理允许的压缩比范围内（由卡诺上限决定），即收缩越多热力学第二定律。我们的研究结果意味着，除了发动机的结构和浴温度，工质的性能也应该考虑到热机的性能研究，其中的理论模型方面还没有充分讨论到目前为止。很简单，我们的方法也可以适用于其他非理想流体模型。
2017-01-18 cond-mat.stat-mech
Global Thermodynamics for Heat Conduction Systems
提出了空间非均匀热传导系统的全局温度概念。有了这个新的量，我们提出了一个扩展的框架，整个系统的热力学，热力学的基本关系，我们称之为“整体热力学”的热传导系统。与此相关的整体热力学，我们制定了一个变分原理确定的热传导中的液-气相共存的热力学性质，这对应于自然扩展的麦克斯韦结构的平衡系统。我们定量预测了液-气界面温度偏离平衡转变温度。这一结果表明，过冷气体稳定地出现在界面附近。
2019-09-20 cond-mat.stat-mech
Dynamical contribution to the heat conductivity in stochastic energy exchanges of locally confined gases
我们提出了一个系统的马尔可夫跳跃过程的导热系数的计算建模的能量交换在一个阵列的局部限制硬球在传导阈值。基于变分公式[Sasada M. 2016，{\it Thermal conductivity for stochastic energy exchange models}，arXiv：1611.08866]，导出了电导率的显式上界，其表现出向渐近值的快速幂律收敛。因此，我们得出结论，热传导率的能量交换频率的比率偏离其静态贡献的一个小的负修正，其动态贡献，评估为$-0.000\,373$在无量纲单位。动力学蒙特卡罗模拟证实了这一预测，这是大大改善了较早的结果。
2017-02-10 cond-mat.stat-mech
Anomalous Heat Conduction in a Di-atomic One-Dimensional Ideal Gas
我们提供了强有力的证据，证明在一维气体中，不相等质量的自由粒子弹性碰撞的能量输运是反常的，即傅立叶定律不成立。我们的结论是基于分析的依赖性的热流的粒子数，内部温度分布和格林-久保形式主义。
2002-04-02 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Quantum states and specific heat of low-density He gas adsorbed within the carbon nanotube interstitial channels: Band structure effects and potential dependence
我们计算的能量能带结构的He原子被困在之间的间隙通道之间的紧密堆积的纳米管束内的吸附气体的比热的影响。我们的计算的一个强大的预测是，低密度吸附气体的碳纳米管材料的比热的贡献显示出显着的非单调变化与温度。这些变化被证明是密切相关的吸附态密度的带隙。
2002-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Breakdown of equipartition of energy for vibrational heat capacity of diatomic molecular gas due to nonvanishing bond length
当能量均分定理应用于双原子分子气体的振动自由度时，通常将键长取为零，以使该定理成立。一旦考虑到键长，计算表明，振动热容的平均能量将显着偏离标准值附近的高温，打破键。
2020-12-15 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Heat-induced liquid hovering in liquid-gas coexistence under gravity
本研究通过分子动力学模拟发现重力场下反向热流可使气液共存体系中的液体稳定悬浮，其高度由温度梯度与重力之比的无量纲参数决定，还证实了上方过冷气体的稳定性并给出唯象解释。
2024-09-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heat and spin transport in a cold atomic Fermi gas
受最近测量超冷幺正原子费米气体中的自旋输运的实验的启发（Sommer等人，2011; Sommer等人，2011），我们探讨了三维自旋极化原子费米气体中的自旋和热输运理论。我们开发的自旋和热扩散系数的估计，并讨论磁热效应，即自旋塞贝克和自旋珀耳帖效应。我们估计这些传输系数使用玻尔兹曼动力学方程在经典的制度和目前的实验访问签名的自旋塞贝克效应。我们研究了一个精确可解的模型，说明了动量相关的散射在磁热效应中的作用。
2012-11-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Spin-heat relaxation and thermo-spin diffusion in atomic Bose and Fermi gases
我们研究量子气体中与自旋相关的热输运，重点关注与纯自旋电流和与自旋相关的温度相关的输运现象。利用Boltzmann方程，我们计算了耦合自旋和热输运系数作为温度和相互作用强度的函数的能量相关的$s$波散射。我们解决的问题，是否自旋相关的温度可以持续的时间和长度尺度相关的实验通过计算的自旋热弛豫时间和扩散长度。我们发现，在低温下，玻色子和费米子的自旋热弛豫时间的时间尺度发散，表明自旋热积累的概念是很好地定义了简并气体。对于玻色子，我们发现在临界温度以上，玻色凝聚接近幂律行为，正如动力学临界现象理论所预期的那样。
2015-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Anomalous heat conduction and anomalous diffusion in nonlinear lattices, single walled nanotubes, and billiard gas channels
我们研究了低维系统中的反常热传导和反常扩散，从非线性晶格、单壁碳纳米管到台球气体通道。我们发现，在所有讨论的系统中，反常热导率可以与反常扩散联系起来，即如果能量扩散是$σ^2(t)\equiv <Δx^2> =2Dt^α (0<α\le 2)$，那么热导率可以用系统尺寸$L$表示为$κ= cL^β$ with $β=2-2/α$ .这一结果预示着正常扩散（$α=1$）意味着正常的热传导服从傅立叶定律（$β=0$），一种超扩散（$α>1$）意味着具有发散热导率的反常热传导（$β>0$），更有趣的是，（$α<1$）意味着具有收敛热导率（$β<0$）的反常热传导，因此，系统在热力学极限下是热绝缘体。现有的数值数据支持我们的理论预测。
2004-10-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Heat Conduction and Entropy Production in a One-Dimensional Hard-Particle Gas
我们提出了一个大规模的模拟与交替质量的硬点粒子的一维链。我们纠正了一些索赔在最近的文献的基础上更小的模拟。对于两端温度不同的两个热浴的边界条件和平衡时的热流自相关，我们发现导热系数kappa随粒子数N而发散。这些非常强烈地依赖于质量比，并且分别外推到N -> infty。t -> infty由于非常大的有限尺寸和有限时间校正而困难。然而，我们的数据似乎与普遍的幂律kappa ~ N^alpha兼容，alpha约为0.33。这表明了与Kardar-Parisi-Zhang模型的关系。我们最后表明，硬点气体周期性边界条件是不是在通常意义上的混乱，并讨论为什么系统，当保持平衡，但导致能量耗散和熵产生。
2002-08-01 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Local heat flux and energy loss in a 2D vibrated granular gas
我们进行了事件驱动模拟的两个振动壁之间的二维颗粒气体和直接测量的局部热通量和能量耗散率在稳态。将局部热流描述为垂直于驱动壁方向上的坐标x的函数，我们利用傅立叶定律的推广q_x（x）= kappa d_xT（x）+ mu d_xrho（x），将局部热流与局部温度和密度梯度联系起来。这一分析说明了密度梯度也会产生热通量，而不仅仅是温度梯度。输运系数kappa和mu被假设为与x无关，并且我们在模拟中检查了这一假设的有效性。Kappa和μ确定不同的系统参数，特别是，恢复系数的范围很广。我们还比较了我们的数值结果与现有的流体动力学理论。只有非常小的非弹性的卡帕协议。在这个区域之外，kappa和mu表现出惊人的非单调行为。
2004-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stationary state of a heated granular gas: fate of the usual H-functional
我们考虑的随机驱动的颗粒气体的非平衡定态的熵产生为基础的变分公式的表征。强制执行空间均匀性，我们首先考虑瞬态后达到的定态的时间稳定性。在这方面，提出了两个启发式的非平衡熵产生的物理动机的候选人。结果表明，它们都没有显示出由动力学选择的稳态速度分布的极值。最后，讨论了相对Kullbach熵的相关性。
2006-03-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Gravity-Induced Thermal Rectification in Gaseous Systems
Fuzhou University（福州大学）；Xiamen University（厦门大学）
研究气体系统中重力诱导热整流问题，采用单个气体粒子最小模型分析证明重力场可产生热整流，存在效率与功率权衡，数值模拟证实在多粒子系统中也存在，为热传输提供见解并给出气体热二极管设计原则。
2026-07-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Fluctuations of Heat in Driven Two-State Systems: Application to Single-Electron Box with Superconducting Gap
本文通过轨迹平均和绝热近似，证明驱动双态系统耗散能量满足涨落-耗散关系，并应用于超导单电子盒，揭示慢驱动下热量正态分布及可提取性。
2022-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Slow heat-driven flow in a gas of hard disks
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（国际理论科学中心，塔塔基础研究所）；Racah Institute of Physics, Hebrew University of Jerusalem（拉卡物理研究所，耶路撒冷希伯来大学）
研究受限通道中硬圆盘气体在低马赫数、近等压条件下的热驱动流，通过引入非理想状态方程扩展等压流体动力学理论，并与分子动力学模拟验证，首次对强非均匀冷却流的等压气体动力学进行粒子级测试。
2026-10-09 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Comment on "Freezing by heating in a driven mesoscopic system"
我们指出，Helbing等人（PRL 84，1240（2000））在非平衡模拟中发现的“冻结加热”现象也延伸到平衡系统。我们认为，这种重入波动驱动的冻结，例如，可以实现在二维胶体系统进行一维周期性的潜力。
2002-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the thermal relaxation of a dense gas described by the modified Enskog equation in a closed system in contact with a heat bath
研究了与热浴接触的封闭系统中稠密气体的热弛豫，发现在满足Darrozes--Guiraud不等式的边界条件下Helmholtz自由能单调递减，并将结果扩展至修正Enskog--Vlasov方程。
2023-05-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Anomalous specific heat jump in a two-component ultracold Fermi gas
在BCS极限下，在温度非对称平面内研究了自旋布居数不平衡的费米气体的热力学函数。低温区的特征是熵和比热的异常增强，高于它们在未配对状态下的值，随着温度的降低，间隙减小，并最终发生未配对相变。不成对的相变引起比热的第二次跳跃，这可以在量热实验中测量。虽然超流体是不稳定的超导载流状态，它可能会维持一个亚稳态，如果冷却下来的稳定高温域。在后一个域中，间隙和相关函数的温度依赖性类似于BCS理论的预测。
2006-09-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con nucl-th
Linear response in a charged gas in curved spacetime and covariant heat equation
本文研究稳态弯曲时空中带电相对论气体至弛豫时间二阶的线性响应，计算张量动力学系数并推导协变热方程，比较其与 Cattaneo 方程的差异及 Schwarzschild 黑洞附近的引力效应。
2025-03-17 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Design and characterization of a quantum heat pump in a driven quantum gas
我们提出了一种利用超冷原子实现量子热泵的方案。它是基于两个周期性驱动的相干耦合量子点使用超冷原子。每个点拥有两个相关的量子态，并耦合到一个费米子库。其工作原理是基于能量选择性驱动诱导共振隧穿过程，其中从一个点隧穿到另一个点的粒子根据其能量吸收或发射与驱动频率相关的能量量子$\hbarω$。我们使用Floquet理论的设备的特点和比较简单的分析估计的Floquet-Born-Markov形式主义的基础上的数值模拟。特别是，我们表明，驱动诱导加热直接与系统的Floquet状态的微动。
2020-03-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
