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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.43.2021.tde-14092021-111136
Document
Auteur
Nom complet
Fernando Francisco Silva Filho
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2021
Directeur
Jury
Santos, Carlos Eduardo Fiore dos (Président)
Dickman, Ronald
Porto, Celia Beatriz Anteneodo de
Titre en portugais
Termodinâmica estocástica e eficiência para máquinas térmicas colisionais
Mots-clés en portugais
cadeias de Markov
eficiência a máxima potência
equações de Fokker-Planck
nanoescala.
Termodinâmica estocástica
Resumé en portugais
A performance de máquinas endoreversíveis em escalas mesoscópicas operando em potências finitas constitui um dos principais problemas da termodinâmica de não equilíbrio, tanto em sistemas clássicos quanto sistemas quânticos. Nesta dissertação de mestrado estudamos as propriedades termodinâmicas de modelos colisionais para máquinas térmicas em nanoescala compostas por "quantum dots" e por partículas Brownianas. No presente caso, a cada intervalo de tempo, o sistema está em contato com um diferente reservatório térmico e sujeito a forças externas distintas (no caso Browniano). As propriedades termodinâmicas são caracterizadas por meio da Termodinâmica Estocástica e as condições para a otimização da performance da máquina com relação a diferentes parâmetros (tempos assimétricos, forças e outras quantidades) são analisadas. Nossos resultados revelam que a presente abordagem constitui uma metodologia bastante adequada e útil para o estudo de máquinas térmicas operando a tempos finitos, em contraste com a máquina de Carnot que é bastante idealizada.
Titre en anglais
Stochastic thermodynamics and efficiency for thermal collisional engines
Mots-clés en anglais
efficiency at maximum power
Fokker-Planck equation
Markov chain
nanoscale.
Stochastic thermodynamics
Resumé en anglais
The performance of endoreversible thermal machines operating at finite power regime constitutes one of the main challenges of nonequilibrium thermodynamics, for classical and quantum systems. In this master's thesis we study the thermodynamic properties of collisional models of quantum dot and Brownian particle nanoscale thermal engines. In the present case, at each time interval, the system interact with a different thermal reservoir and under a different external force (in the Brownian case). The thermal properties are characterized using stochastic thermodynamics and the performance optimization of the engine in relation to different parameters (asymmetric times, forces and other quantities) is analyzed. Our results show that the present approach constitutes an adequate tool / methodology useful in the study of thermal engines working in finite time, in contrast to an idealized Carnot's machine.
 
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Date de Publication
2021-09-30
 
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