Quantum Confinement and Negative Heat Capacity
热力学规定，系统的比热是严格非负的。然而，在有限的经典系统中，有众所周知的理论和实验的情况下，这一规则被违反，特别是有限的原子团簇。在这里，我们第一次证明了负热容也可以发生在有限量子系统中。这种效果可能是实验观察到的物理场景进行了讨论。观察这种效应可能会导致新的光收集纳米设备的设计，特别是太阳能纳米冰箱。
2013-05-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Anomalous Local Heat Capacity and Bipartite Entanglement
Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien（维也纳量子科学与技术中心，原子研究所，维也纳工业大学）；Center for Macroscopic Quantum States (bigQ), Department of Physics, Technical University of Denmark（宏观量子态研究中心（bigQ），物理系，丹麦技术大学）
本研究探究平衡态纠缠对相互作用量子系统热容的影响，推导局域热容反常与纠缠的关联，给出模型无关的热力学纠缠检测边界。
2026-08-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
A correspondence from renormalized frequency to heat capacity for particles in an anharmonic potential
本研究发现非简谐势中粒子的重整化频率与理想气体热容的微扰展开系数存在逐阶对应关系，挑战了重整化频率作为单一量进入统计力学的传统认知。
2023-06-12 cond-mat.stat-mech hep-th
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
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
Clarification on Einstein's model for heat capacity of a solid
在教科书和文献中，可以找到对爱因斯坦固体热容模型的看似不同的解释或描述。这篇笔记的目的是澄清不同描述的等价性，这些描述都导致了N原子固体热容的相同爱因斯坦表达式。
2021-02-04 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium heat capacity
稳态热力学和统计力学的发展，关键在于我们发展非平衡稳态（NESS）的平衡热力学概念的能力。本文考虑热容的发展。提出了一个修改后的定义，它继续保持相同的关系，稳态香农熵在平衡，从而提供了一个nesses热容量的治疗。
2013-11-27 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
Shape- and topology-dependent heat capacity of few-particle systems
研究了少费米子（n < 5）系统的热性质。的热容的拓扑结构和形状的空腔包含的颗粒的依赖性进行了分析。发现Toutounji最近讨论的n = 1费米子系统的热容最大值出现在低T时，在n = 2时更明显，但在n = 3和4时消失。对于大的T，得到经典的行为;然而，当T -> 0时，热容指数地趋向于零，而不是线性地，如在宏观甚至介观系统中。这些结果的物理相关性进行了讨论。
2012-04-02 cond-mat.stat-mech
Heat capacity of liquids in light of hydrodynamics as U(1) gauge theory
我们调查的热容量的液体通过一个准粒子描述的基础上的理论方法。通过解释准粒子在液体中的粒子的微观动力学，我们提出了一个简化的理解在液体中的自由度的数量。本文提出了流体力学与U（1）规范理论的等价性，发展了准粒子描述，构造了一个新的拉格朗日量，它正确地再现了熔点和临界点的模数。从这个拉格朗日评估的热容量自然插值这两个点之间，并同意声子理论的液体[科学。2，421（2012）]。
2019-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
Comment on "Tsallis power laws and finite baths with negative heat capacity" [Phys. Rev. E 88, 042126 (2013)]
在[Phys.Rev.E88，042126（2013）]中指出，Tsallis分布不会从具有有限的、能量独立的热容量的“浴”的热化中出现。我们报告的证据与此相反。
2013-10-21 cond-mat.stat-mech
Effect of finite-size heat source's heat capacity on the efficiency of heat engine
用于输出有用功的热机具有重要的实际意义，它一般在无限大的恒温热浴之间运行。本文研究了在两个具有初始温差的有限热源之间运行的热机的效率。由于热源的热容量有限，这种热机的总输出功是有限的。研究了准静态极限下不同热源热容特性对热机最大做功效率的影响。此外，我们还研究了有限时间内发动机的效率，发现效率遵循$η=η_{\mathrm{C}}/4+O\left(η_{\mathrm{C}}^{2}\right)$的简单普适性。值得注意的是，当热源的热容为负时，如黑洞，我们表明，热机效率在操作过程中可以超过卡诺效率所确定的热源的初始温度。进一步论证了初始温差为零的两个黑洞之间的热机可以由能量涨落驱动。证明了相应的EMW为$μ=\left(2-\sqrt{2}\right)/2\approx0.29$，它是S. W.霍金
2019-10-30 cond-mat.stat-mech gr-qc physics.class-ph
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
Liquid heat capacity in the approach from the solid state: anharmonic theory
一般形式的液体能量和热容的计算是凝聚态物理中的一个公开问题。我们开发了一个最近的方法，液体从固体状态的非谐性和热膨胀液体的能量和热容量的贡献占。随后，我们比较了理论预测的实验结果，5个常见的讨论液体，并找到一个很好的协议，没有自由拟合参数。我们讨论和比较所提出的理论，以前的方法。
2011-08-18 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
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
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
Phonon Modes and Heat Capacity of Monolayer Films Adsorbed in Spherical Pores
我们研究了吸附在球形孔壁上的单层膜的流体动力学声子谱。由于边界条件，单层膜表现出离散的声子谱。因此，每单位频率对应的态密度是一组δ函数，并且热容在低温下表现出Arrhenius行为。在高温下，热容接近二维单层膜的C ~ T^2行为。我们的球形表面膜的结果进行了比较，以前的计算局限于一个圆柱形表面的膜。
2002-11-08 cond-mat.stat-mech
Model-free derivations of the Tsallis factor: constant heat capacity derivation
恒温推导，这是一个无模型推导的玻尔兹曼因子，是广义的，以开发一个新的简单的无模型推导的幂律Tsallis因子的基础上的环境具有恒定的热容。结果表明，新推导中出现的积分常数T_0与Tsallis热统计学中的广义温度T_q是一致的。提出了恒定热容量环境作为玻尔兹曼储层的一个实参数扩展，其是由J.J.Prentis等人[Am. J.Phys.67（1999）508]，以便自然地获得玻尔兹曼因子。研究还表明，这种定热容环境的玻尔兹曼熵与克劳修斯熵是一致的。
2002-08-10 cond-mat.stat-mech
Close-to-equilibrium heat capacity
本文在McLennan近平衡区域研究热容，给出用平均能量表示并扩展正则系综平衡公式的表达式，证明其可由熵导出且在零温时为零，从而表明违反扩展第三定律属于非线性效应。
2024-05-07 cond-mat.stat-mech
Heat capacity in nonequilibrium steady states
我们展示了如何将热容的概念推广到非平衡系统。其主要思想是考虑当缓慢改变环境温度时，已经耗散的系统释放的多余热量。我们把马尔可夫跳跃过程的框架嵌入到小驱动系统的特定物理中，我们证明了热容可以在准静态极限中一致地定义。在远离热平衡的情况下，一个附加项出现在常体积下通常的能量-温度响应中，明确地表示为超额功。在围绕平衡动态的线性顺序中，额外项是能量驱动响应，并且它完全由局部细致平衡确定。例子说明了当远离平衡时，稳态热容如何变为负值。
2011-10-25 cond-mat.stat-mech
The vanishing of heat capacity as thermodynamic third law implies existence of singular systems
本文提出定理：将热容趋于零视为热力学第三定律必然导致奇异系统的存在，并用两个已知反例加以印证。
2024-06-27 cond-mat.stat-mech
Heat capacity of the generalized two-atom and many-atom gas in nonextensive statistics
本文用Tsallis统计中的广义双原子理想气体模型对实际气体进行了统计描述。通过对N_2、O_2和CO等双原子分子气体的热容与实验结果的比较，我们发现这些气体在常温下表现为广延的，但在低温下可能是非广延的。此外，我们还研究了广义多原子气体模型的热容。我们得出结论，对于高自由度的多原子气体，弱的1-q<0的非延拓性可以导致不稳定性。
2009-09-20 cond-mat.stat-mech
Heat capacity of matter beyond the Dulong-Petit value
我们提出了一种新的简单的方法来评估非谐性对系统的热力学函数，如热容的影响。在这种方法中，所有潜在的复杂的非谐效应的贡献，定容热容的评价只有一个参数，热膨胀系数。重要的是，这种方法不仅适用于晶体，也适用于玻璃和粘性液体。为了支持这一建议，我们进行分子动力学模拟的几个晶体和非晶态固体以及液体，并找到一个很好的协议之间的结果，从理论和模拟。我们观察到一个有趣的非单调行为的液体热容量的最大值，并解释这种效果作为在低温下的非谐性和在高温下的横模的数量减少之间的竞争的结果。
2013-04-26 cond-mat.stat-mech
Positive heat capacity in the microcanonical ensemble
热容为正值是系统在热力学平衡时热稳定性的标志。我们表明，这个属性仍然有效的系统与负导数的能量相对于温度，发生在一些系统所描述的微正则系综。演示依赖于考虑吉布斯平衡面上的轨迹，以及它在熵能平面上的投影。吉布斯平衡表面具有凸性，但投影可能缺乏这种性质，导致能量对温度的负导数。
2020-04-21 cond-mat.stat-mech
The Excess Heat Capacity in Glass-forming Liquid Systems Containing Molecules
本文研究了[xNaNO_3 \cdot（1-x）KNO_3]60[Ca（NO_3）_2]40（0 \leq x \leq 1）和Ca（NO_3）_2 PDMATHABMO_2 O（4 \leq y \leq 13）两种玻璃形成体系在玻璃转变温度下的过剩热容。在前一体系中，Na+离子取代K+离子后，体系的过剩热容几乎不变，约为65.1 J \cdotmol-1 \cdotK-1，而在后一体系中，体系的过剩热容随水摩尔含量的增加而增加38.9 J \cdotmol-1 \cdotK-1。考虑玻璃形成系统中原子和分子的平移运动，建立了过量热容的定量描述。这一发现可能有助于进一步理解玻璃化转变。
2011-11-21 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Heat Capacity Effects Associated with the Hydrophobic Hydration and Interaction of Simple Solutes: A Detailed Structural and Energetical Analysis Based on MD Simulations
我们研究了SPCE和TIP 5 P水模型，以研究与氙粒子的疏水水合和相互作用相关的热容效应。我们采用Widom粒子插入技术计算氙的过剩化学势。溶剂化焓和过剩热容量从化学势的温度依赖性获得，或者直接通过埃瓦尔德求和以及基于反应场的方法获得。所有三种不同的方法都提供了一致的结果。反应场方法允许将各个组分的溶剂化热容量分离成溶质/溶剂和溶剂/溶剂部分，揭示溶剂/溶剂部分作为主要贡献。在不同间隔处围绕一对氙粒子的水分子的热容量的详细空间分析揭示，在两个氙原子之间的二等分平面中的水分子的热容量的增强是在去溶剂化势垒处观察到的热容量的最大值的原因，最近由Shimizu和Chan报道（{ \em J. Am. Chem. Soc.}，{ \bf 123}，2083- 2084（2001））。在联合氙-氙水化壳的凹部中的水的热容量增大了约60%，这是随着温度的升高而增强的氢键和增强的氢键断裂的反作用的结果。两种模型在氙-氙接触状态下热容的差异归因于水模型体热容的不同，以及疏水颗粒引入的结构效应在空间上的不同延伸。讨论了联合氙-氙水化壳层中水的不同状态之间的相似性和拉伸水的性质。
2004-02-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Negative heat capacity and non-extensive kinetic theory
在非广延动力学理论的框架下，重新讨论了孤立自引力系统热容$C_V$的负性质。发现$C_V$对非广延参数$q$的依赖性产生一个负分支，其临界值对应于$q = 5/3$（$C_V\to - \infty$）.
2003-06-09 astro-ph cond-mat.stat-mech
Negating Negative Heat Capacity in Nanoclusters
结果表明，负的热容量在纳米团簇是一个工件应用平衡热力学形式主义的一个小的系统被困在一个特定的结构图案的平衡只代表一部分的能量可用的相空间体积。俘获可能发生在正则系综或微正则系综中，但在微正则系综中是不可避免的。捕获的一个更普遍的结果是，所有宏观量确定的纳米团簇将取决于初始条件。
2007-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Mean-field heat capacity of dilute magnetic alloys
利用稀磁s-d系统M杂质热力学的渐近解，导出了自旋为1/2和3/2杂质的稀磁合金的杂质能量和杂质热容Δ C（T）。调整进入DeltaC的参数以拟合CuCr和LaCeAl_2的杂质热容的实验数据。在低于1 K的温度下，对CuCr和LaCeAl_2的测量结果符合较好。理论Δ C（T）的大小与实验一致，并且不需要像以前的s-d理论那样进行缩放。首次解释了Δ C（T）与杂质浓度的非线性关系。
2007-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Heat capacity of periodically driven two-level systems
本文定义了稳态周期性驱动系统的热容，计算了耗散二能级系统的热容，发现非平衡准静态热响应能揭示跃迁率中的动力学信息，且其绝对零度行为符合扩展Nernst假设。
2024-08-24 cond-mat.stat-mech
On the speed of sound and heat capacity of liquid neon in the subcritical region
分析了NIST Chemistry WebBook中有关液体氖的声速、等压热容、等容热容和热容比等数据。它已被证明，基于逆约化体积波动的表示，它们包括足够的差异在亚临界区域。在共存曲线的这个区域中的数据的校正使用波动的方法和热力学相似性理论进行评估。
2016-03-25 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Negative heat capacity at phase-separation in macroscopic systems
具有长程相互作用和短程相互作用的系统在一阶适当的相变时，即当发生相分离时，必然具有凸熵S（E）。这里微正则热容c（E）= - \frac{(\partial S/\partial E)^2}{\partial^2S/\partial E^2}是负的。即使在宏观系统中，当与周围世界的能量波动可以被充分抑制时，这也应该是可以观察到的。
2005-08-19 astro-ph cond-mat.stat-mech nucl-th
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
B2O3 glass former as a molecular matter revealed by heat capacity
用非球形B_2O_3分子的内禀运动较好地描述了B_2O_3玻璃形成体在宽温区的热容，揭示了B_2O_3不是传统的网状玻璃形成体，而是一种典型的分子物质，其从液态到玻璃态的转变对应于分子平移运动的冻结。这一发现可能为理解神秘的玻璃化转变以及固体和液体之间的内在差异提供了机会。
2013-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Drazin-Inverse and heat capacity for driven random walks on the ring
本文利用单树与双树表示及后向生成元 Drazin 逆的图形表示，精确计算环上驱动随机游走的非平衡热容与过剩热，并处理扩散极限。
2023-07-26 cond-mat.stat-mech math.PR
Heat capacity and pairing transition in nuclei
一个简单的模型的基础上的正则系综理论概述了热核。相对于费米气体模型和库珀对的破缺，该模型的属性进行了讨论。该模型较好地描述了不同质量区形变核的实验能级密度。讨论了热容曲线Cv（T）的所谓S形的起源。
2001-04-30 cond-mat.stat-mech nucl-ex nucl-th
Structural Origin of Water Heat Capacity Anomaly from Classical and Quantum Simulations
University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
研究水热容量异常的结构起源，采用经典和路径积分分子动力学方法，发现核量子效应抑制高频振动，热容量异常源于结构波动，通过两态映射揭示有效焓标度，建立微观联系。
2026-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Isobaric heat capacity, isothermal compressibility and fluctuational properties of 1-bromoalkanes
本文报道了常压下1-溴己烷、1-溴庚烷、1-溴辛烷、1-溴壬烷、1-溴癸烷、1-溴十一烷、1-溴十二烷和1-溴十四烷的等压热容以及1-溴十四烷在298.15- 423.15 K温度范围内的声速和密度的实验测量结果。这些等压热容的数据和文献为基础的参考数据的密度和声速被用来计算等温压缩性和逆约化波动。在比较纯正构烷烃和$α,ω$ -二溴烷烃的结果的基础上，讨论了溴原子对体积涨落的影响。
2016-04-27 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
An alternative approach to the phonon theory of liquids: An analytical study of Frenkel frequency and heat capacity as a function of pressure and temperature
本文提出一种无需黏度数据、基于化学势和扩散平衡计算Frenkel频率的新方法，推导出液体热容随温度和压力变化的解析表达式，并在四种惰性液体中验证了模型准确性。
2025-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heat capacity of square-well fluids of variable width
本文用Monte Carlo NVT模拟方法计算了方阱流体在不同温度、密度和势宽下的定容比热容。热容量是一个比其他热力学量（如压缩因子）对理论的准确性更敏感的热力学性质。这是说明通过比较报告的模拟数据的热容量与理论预测的巴克-亨德森微扰理论，以及与那些由非微扰理论模型的基础上巴克斯特的解决方案的打击-Yevick积分方程粘性硬球。这两种理论都对状态方程给出了精确的预测。相比之下，它被发现，巴克-亨德森理论大大低估了低到中等温度下的过剩热容，而理论和模拟之间的一个更好的协议是实现与非微扰理论模型，特别是对于小的阱宽，虽然后者的准确性，高密度和低温，随着阱宽的增加。
2003-06-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Heat capacity of dense liquids: A link between two-phase model and melting temperature scaling
Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院高温联合研究所）
本文通过两相模型揭示了液体刚性参数的尺度不变性如何自然导出广义Rosenfeld-Tarazona标度，从而建立比热容与熔点温度标度之间的联系。
2025-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Quantum confinement theory of the heat capacity of thin films
针对纳米限制下固体热性质缺乏理论的问题，提出薄膜量子限制理论，预测热容温度依赖为~T⁴且随膜厚线性增长，与NbTiN薄膜实验结果吻合。
2024-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
