Máquinas térmicas quânticas em tempo finito (2020)
- Authors:
- Autor USP: MOLITOR, OTAVIO AUGUSTO DANTAS - IF
- Unidade: IF
- Sigla do Departamento: FMT
- DOI: 10.11606/D.43.2020.tde-06112020-185032
- Assunto: TERMODINÂMICA QUÍMICA
- Keywords: MÁQUINAS TÉRMICAS QUÂNTICAS; MODELOS COLISIONAIS; SISTEMAS QUÂNTICOS ABERTOS; TERMODINÂMICA EM TEMPO FINITO; COLLISIONAL MODELS; FINITE TIME THERMODYNAMICS; OPEN QUANTUM SYSTEMS; QUANTUM HEAT ENGINES; QUANTUM THERMODYNAMICS
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Na última década, o estudo de fenômenos termodinâmicos em escalas ultra-pequenas, onde a mecânica quântica se faz necessária, tem recebido muita atenção. A possibilidade de controlar estados quânticos individuais em plataformas experimentais da atualidade incentivou a intensificação das pesquisas sobre a intersecção entre termodinâmica e mecânica quântica, a qual é conhecida como termodinâmica quântica. Particularmente relevante neste contexto é o estudo de máquinas térmicas quânticas, isto é, sistemas quânticos submetidos a ciclos termodinâmicos. Ciclos termodinâmicos contêm todos os aspectos da termodinâmica, sendo portanto uma boa plataforma para melhor compreensão da termodinâmica de sistemas quânticos. Além disso, a modelagem de máquinas térmicas quânticas é crucial para o projeto de futuras máquinas térmicas ultra-pequenas. Não obstante, outro aspecto deve ser levado em consideração, a operação em tempo finito. Isto é muito importante para a otimização da potência de saída de máquinas térmicas em geral. Nesta dissertação, nós apresentamos um novo modelo de máquinas térmicas quânticas em tempo finito. Por meio do uso de modelos colisionais, nós criamos um modelo no qual uma cadeia quântica genérica passa sequencialmente por processos puramente de troca de calor ou trabalho. Ditado por evolução estroboscópica, o estado da máquina passa por um regime transitório até que o ciclo limite seja alcançado. Após a entrada no ciclo limite, nossos resultados indicam que somente os sítios nas bordas da cadeia quântica são determinantes para as correntes de calor trocadas com os banhos. Lançando mão de métodos analíticos e numéricos, nós apresentamos como o modelo é útil para otimizar a potência de saída de máquinas térmicas quânticas operadas em fases, sem diminuir suas respectivas eficiências.Por fim, nós provamos que há um valor universal de eficiência, a eficiência de Otto, para toda uma família de modelos que contêm um tipo específico de interações internas. Por completeza, outros métodos da literatura que tratam de máquinas térmicas quânticas em tempo finito são apresentados e discutidos.
- Imprenta:
- Data da defesa: 16.10.2020
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo NÃO é de acesso aberto
-
ABNT
MOLITOR, Otavio Augusto Dantas. Máquinas térmicas quânticas em tempo finito. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-06112020-185032/. Acesso em: 21 jan. 2026. -
APA
Molitor, O. A. D. (2020). Máquinas térmicas quânticas em tempo finito (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-06112020-185032/ -
NLM
Molitor OAD. Máquinas térmicas quânticas em tempo finito [Internet]. 2020 ;[citado 2026 jan. 21 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-06112020-185032/ -
Vancouver
Molitor OAD. Máquinas térmicas quânticas em tempo finito [Internet]. 2020 ;[citado 2026 jan. 21 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-06112020-185032/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.43.2020.tde-06112020-185032 (Fonte: oaDOI API)
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