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Máquinas quânticas térmicas e magnéticas (2015)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: SANTOS, MILLENA LOGRADO DOS - IFSC
  • USP Schools: IFSC
  • Subjects: MECÂNICA QUÂNTICA; TERMODINÂMICA; MÁQUINAS TÉRMICAS
  • Keywords: Ciclo de Otto; Máquinas térmicas; Sistemas quânticos
  • Language: Português
  • Abstract: A Termodinâmica foi concebida através da observação da eficiência no funcionamento mecânico de máquinas que dependiam da troca de temperatura e calor com meio. O paradigma de modelo nesses estudos foram máquinas idealizadas que operavam em ciclos tais como o ciclo de Carnot (o mais eficiente possível) e o ciclo de Otto. Esses ciclos de operação das máquinas ditas térmicas podem ser decompostos em trechos em que processos termodinâmicos, tais como adiabático e isotérmico, atuam. Contudo, embora a compreensão da eficiência no funcionamento dessas máquinas tenha sido o primeiro passo, esta teoria não ficou limitada a tal, se desenvolvendo ao ponto de ser considerada um dos pilares da Física moderna. Atualmente tem-se visto um crescimento substancial dos estudos da Termodinâmica considerando sistemas pequenos e/ou fora do equilíbrio termodinâmico. Resultados curiosos têm sido obtidos quando considerados sistemas pequenos tais que efeitos quânticos têm grande relevância. Nesta situação surge o que tem sido chamado de Termodinâmica quântica: as leis da Termodinâmica sendo obtidas a partir de flutuações descritas pela Mecânica Quântica. Naturalmente, um dos primeiros problemas a ser tratado nesta nova circunstância foi a eficiência de máquinas térmicas. Para a descrição dessas máquinas quânticas foi-se primeiro construído o que seriam os diferentes processos termodinâmicos que guiam o funcionamento da mesma. Baseado nesses resultados, as versões quânticas dos ciclos de Carnot eOtto, através dos quais essas máquinas operavam, foram também determinados e as propriedades das máquinas térmicas puderam ser exploradas e comparadas com seu análogo clássico. Nesta dissertação estudaremos diferentes tipos de máquinas térmicas operando no ciclo de Otto. Essas máquinas são descritas por Hamiltonianos de dois spins 1/2 que apresentam interação. Algumas características desses Hamiltonianos são exploradas e o papel das mesmas sobre a eficiência da máquina foram determinado. Comparamos também esta eficiência com os limites dados pelo ciclo de Carnot e o limite dado pela situação em que o acoplamento entre os spins é nulo. Diferentes situações físicas são exploradas e suas consequências determinadas. Por fim, proporemos algumas discussões sobre o papel da Mecânica Quântica no funcionamento destas máquinas
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 19.02.2015

  • Exemplares físicos disponíveis nas Bibliotecas da USP
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    IFSC82002386Te2386
    How to cite
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    • ABNT

      SANTOS, Millena Logrado dos; PINTO, Diogo de Oliveira Soares. Máquinas quânticas térmicas e magnéticas. 2015.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015.
    • APA

      Santos, M. L. dos, & Pinto, D. de O. S. (2015). Máquinas quânticas térmicas e magnéticas. Universidade de São Paulo, São Carlos.
    • NLM

      Santos ML dos, Pinto D de OS. Máquinas quânticas térmicas e magnéticas. 2015 ;
    • Vancouver

      Santos ML dos, Pinto D de OS. Máquinas quânticas térmicas e magnéticas. 2015 ;

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