Szilárdmaskinen har länge förbryllat många fysiker. Det verkar som att det är möjligt att utvinna arbete enbart från värme. Något som enligt termodynamikens andra lag ska vara omöjligt. För att förklara hur Szilárdmaskinen fungerar behövde fysiker använda sig av informationsteori. Med kombinationen av termodynamik och informationsteori var det möjligt att rädda termodynamikens andra lag. Under de senaste åren har ett nytt teoretiskt ramverk utvecklats för att förklara termodynamiska fåpartikelsystem. Detta forskningsområde kallas för stokastisk termodynamik och ska visa sig mycket användbar för analyser av Szilárdmaskinen. I detta arbete användes Markovkedjor för att simulera Szilárdmaskinen genom en brownsk partikel i en tidsberoende potential. Först undersöktes möjligheten att utvinna arbete från Szilárdmaskinen. Sedan jämfördes de simulerade värdena med informationstermodynamik för att undersöka hur bra simulationen stämmer överens med teorin, exempelvis den generaliserade Jarzynskilikheten. Szilárdmaskinen lyckas under kontrollerade förhållanden att utvinna arbete och simulationsresultaten stämmer bra överens med teorin vilket stödjer kopplingen mellan stokastisk termodynamik och informationsteori. Det leder till intressanta slutsatser som exempelvis en modifiering av termodynamikens andra lag. Arbetet har även studerat hur Szilárdmaskinen påverkas av systemets egenskaper. Temperaturen i maskinen påverkar partikeln så att bara vissa intervall av temperaturer gör Szilárdmaskinen verkningsbar. Det visar sig också att processen som utgör Szilárdmaskinen måste vara tillräckligt långsam för att det ska vara möjligt att utvinna arbete.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-349035 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Ahlström, Edwin, Johansson, Marcus |
| Publisher | KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2024:147 |
Page generated in 0.002 seconds