Difusão anômala e termodinâmica de nanopartículas

AUTOR(ES)

Luciano Calheiros Lapas

DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Modelos de difusão e transferência de energia em nanoescalas têm despertado crescente interesse devido às suas aplicações em diversas áreas. Neste trabalho, consideramos uma ampla faixa de difusõo descrita pela Equação de Langevin Generalizada, onde se tem estabelecido uma conexão hierárquica entre a Condiçõo de Mistura, Hipótese Ergódica e o Teorema de Flutuação-Dissipaçõo Generalizado. Desenvolvemos um estudo sobre os processos de relaxação não-exponencias, além de apresentar uma ampla descrição para a validade do Teorema de Khinchin e da Segunda Lei da Termodinâmica, mesmo quando a ergodicidade não é assegurada. Nesse caso, obtemos uma formulacao para o calculo da obliquidade e o fator de nao-gaussianizacao para qualquer funcao distribuicao de probabilidade do momento linear. Enfase foi dada ao transporte balıstico, para o qual demonstramos que a entropia nao alcanca um maximo global e um comportamento nao-gaussiano pode ser observado, implicando na inaplicabilidade do Teorema do Limite Central. Analisamos tambem a transferencia de calor entre duas nanopartıculas separadas por uma distancia situada no domınio das interacoes de campo-proximo, onde a energia de troca e devido `as interacoes coulombianas. A condutancia termica e calculada assumindo que as nanopartıculas tem as distribuicoes de carga caracterizadas por flutuacoes de momentos de multipolo em equilıbrio termico com seus respectivos banhos termicos, os quais sao mantidos em diferentes temperaturas. Essa quantidade, entretanto, resulta do Teorema de Flutuacao-Dissipacao para as flutuacoes dos momentos multipolares. Vamos comparar o comportamento da condutancia em funcao da distancia entre as nanopartıculas com resultados obtidos por meio de simulacoes de dinamica molecular. O formalismo proposto nos permite fornecer uma descricao completa do crescimento acentuado da condutancia `a medida que a distancia entre as nanopartıculas diminui. Por outro lado, a partir de um formalismo nanotermodinamico, foram calculados o fluxo de calor e a condutancia termica entre duas nanopartıculas sujeitas a um campo externo, de modo a remove-las do equilıbrio com seus respectivos banhos, os quais sao mantidos a diferentes temperaturas.

ASSUNTO(S)

difusão anômala sistemas mesoscópicos teorema de khinchen termodinâmica fora do equilíbrio transporte balístico fisica

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