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World File Search System热力学的
可提取功的波动限制了量子电池的充电功率
量子系统热力学的研究可以追溯到量子理论的起源，但最近，随着重大进展 [1] 的出现，人们对此的兴趣激增，其中量子信息理论工具的使用起着关键作用 [2 – 8] 。尽管取得了这些进展，但基本问题仍然存在争议。突出的例子包括量子领域的热力学功概念 [9 – 13] ，量子相干性的作用及其作为热力学资源的潜在用途 [14 – 21] 。在此背景下，对热机和量子机器的研究已被证明是有用的，有助于说明量子装置的能力和局限性 [22 – 31] 。对这些装置的分析建立了热机中功波动和耗散之间的权衡 [32,33] ，当对存储设备进行并行集体操作时，充电功率会增加 [34 – 37] 而波动会减少 [38] ，这在热机 [39] 和难以区分的热机 [40] 的许多循环中都具有充电功率优势，而且在考虑关联热机时效率会提高 [41] 。另一方面，研究也表明，纠缠对于功提取并不是必不可少的 [42] ，在给电池充电的高斯运算集合中，存储的功不可没地会出现波动 [43] 。与此同时，Mandalstam 和 Tamm 考虑了量子力学对量子演化速率的限制 [44] 。通过考虑一个状态演变为正交状态所需的最短时间，他们的工作启发了广泛的结果[45-54]，这些结果通常包含在进化的量子速度限制这一术语下[55]。
WEHRL熵的生产率跨动态量子相变
多体量子系统的淬火动力学可能在洛奇米特回波中表现出非分析性，这是一种被称为动力学相变（DPT）的现象。尽管对这种现象背后的基本机制进行了大量研究，但仍然存在一些开放问题。以此为动机，我们从量子相空间和熵产生的角度进行了详细研究，这是热力学的关键概念。我们专注于Lipkin-Meshkov-Glick模型，并使用自旋连接态构建相应的Husimi-Q准稳定性分布。Q函数的熵（称为WEHRL熵）提供了系统的粗粒动力学的量度，因此，即使对于封闭的系统，也会在非定程化上演变。我们表明，临界淬灭会导致WEHRL熵的准生长，并结合小振荡。前者反映了这些过渡的信息争夺特征，并用作熵产生的量度。另一方面，较小的振荡意味着负熵产生速率，因此发出了Loschmidt Echo复发的信号。最后，我们还基于修改的荷斯坦 - 普罗里马科夫近似值研究了模型的高斯。这使我们能够确定低能部门对DPT出现的相对贡献。本文中介绍的结果不仅是从动态量子相变的角度来看的，而且与量子热力学领域有关，因为它们指出WEHRL熵可以用作可行的熵产生量度。
Nanyang技术大学物理和应用物理学系
MS8205能量转化的材料[讲座：3小时；教程：0小时；先决条件：零；学术单位：3.0]学习目标能量转换课程的材料集中在评估当前使用的能源转换，存储和运输的材料。本课程旨在提供用于研究可持续能源的高性能材料技术所需的物理，化学和热力学要素。材料和燃料的内容简介传统能源技术。在这一部分中，将重点放在能量转化的化学，物理和热力学的基础上。将评估现有技术的效率。将包括以下主题：能量转换中的概念和单位。化石燃料能源。效率和资源。能源运输的材料。可再生能源产生的储能材料。在这一部分中，将介绍可再生资源，并将证明大多数材料属性限制了替代能源技术的效率和应用。将讨论以下主题中的材料问题：热电材料。太阳辐射。光伏的半导体。硅太阳能电池。大面积太阳能电池。复合半导体太阳能电池。有机太阳能电池。太阳能模块。生物质和沼气。燃料电池中的物质问题。风能，水力发电，地热力。氢作为可持续发展的燃料和能源存储材料。在此部分中，将讨论材料保护，回收和可持续用途。水作为能源和能量发射器。材料和节能和回收。成功完成课程后，可持续生活学习成果的材料，学生将能够：
开发不同危险阈值的未来热浪
摘要在2018年和2019年，Heatwaves在全球范围内创造了历史记录，并对人类健康，农业，自然生态系统和基础设施造成了不利影响。通常，严重影响与热浪的关节空间和时间范围有关，但是到目前为止，大多数研究都集中在热浪的空间或时间属性上。此外，很少讨论热浪特征对在温暖气候下选择热波阈值的敏感性。在这里，我们在全球气候模型的模拟中分析了最大的时空中度热浪（即炎热日的三维（时空）簇）。我们使用三个不同的危险阈值来定义炎热的一天：固定阈值（时间不变的气候阈值），根据夏季平均值的变化，季节性移动阈值以及完全移动的阈值（相对于未来的气候学定义的炎热日子）。我们发现，使用固定阈值的全球变暖，时空连续的中度连续热带大幅增加，而其他两个危险阈值的变化却不那么明显。尤其是，当使用时间完全移动的阈值相对于将来的气候定义时，检测到热浪定义的整体幅度，空间范围和持续时间的变化很小或很少。这表明与全球气候模型模拟中的动态效应相比，热力学的主要贡献。季节性移动和完全移动的阈值之间的相似性表明，单独的季节性平均变暖可以解释极端变暖的大部分。在潜在的未来热有关影响的预测中应考虑模拟未来热浪对危险阈值的强烈敏感性。
封闭和开放量子电池中的能源存储和连贯性
fuine量子现象与某种干扰模式相连，或者与不同的可观察物的不相容性有关。在量子相干的框架内尚未研究[2，17，27，43，63，63，67，76，78，78，86，93，102]，简单地说，它是一种评估具有系统状态的抗抗强度的方法[17]。量子相干性也可以在资源理论的术语中进行描述[11、20、90、91]。由于资源理论服务于热力学基础[26]，因此在Quan-Tum热力学的背景下，也已对量子相干性和实现的作用[8，10，53，54，85，105]进行了彻底研究[76]。在能够进行工作的量子设备中，量子电池具有特殊的位置。量子电池是基本的重要性，是一项激烈研究的领域[1、3-5、7、11、37、71、74、79、90、95]，在Thermodody-Namics [6、12-14、31、33、41、61、68]中。我们通过Hamiltonian H 0对量子电池进行建模，该量子电池在时间上产生了能量的概念，并且随时间演化的量子状态ρt将ET（ρ）=ρt播放。在这里，图e t是一个不需要统一的通用量子通道，因为我们还考虑了开放量子系统的可能性[34，49，90]。提取的或存储的工作导致与初始状态不同的方式填充H 0的水平。先前的工作表明，量子相干性在从量子系统中提取工作中的重要性。同时，[75]显示了量子相干的行为如何构成fur-在[66]中，作者介绍了可以通过热过程提取的汉密尔顿特征性的相干性。
SCH1309运输现象II II
在传热中，我们处理在不同体内/流体之间发生的热能或热量的转移。在这里，我们从转运现象的Axiom-4开始。此公理类似于热力学的第一定律。它指出“能量是保守的”，这意味着无法创造或破坏能量。能量可以从一种形式转移到另一种形式，也可以将能量转移到另一种位置。系统中的能量转移取决于它与周围环境的相互作用。在此，该系统定义为正在研究的设备 /单元的区域。其他所有内容的其余部分都称为周围的周围环境，它在系统的边界之外。根据系统在热，工作和质量交换方面与周围的相互作用，该系统可以分为三种类型。（1）在这里孤立的系统，系统无法与周围环境交换热量，工作或质量。因此，隔离系统的总能量不变或ΔE= e 1 -e 2 = 0，其中ΔE是系统在两个不同状态1和2的系统总能量的变化。（2）关闭系统，系统无法与周围的质量交换，但是可以交换热量和工作。因此，可以计算两个不同状态内封闭系统的总能量的变化，可以计算为ΔE=ΔQ+ΔW，其中，ΔE是系统能量的变化，ΔQ是添加到系统中的热量，而ΔW是周围系统对系统完成的工作。系统的总能量变化，ΔE等于系统的电势，动力学和内部能量的变化。但是，系统的潜在能量和动能的变化通常可以忽略不计，因此，总能量E仅由于内部能量的变化而变化。因此，对于一个封闭的系统，我们可以写入ΔU=ΔQ+ΔW（3）在开放系统中的开放系统所有三个质量，热和工作都可以与周围环境交换。
量化活性胶体的非平衡活性
活性胶体是能够自推进的粒子，能在微观尺度上将化学能转化为定向的机械运动 [1]。它们已成为活性物质领域的典范，因为它们表现出相变 [3] 和动态结晶 [4] 等突发行为 [2]，也是研究非平衡微观热机的基础 [5–8]。人们已投入大量精力开发一个框架来理解活性物质，并将其与随机热力学联系起来 [9–13]，将经典热力学的概念扩展到非平衡系统和个体轨迹。这种方法的一个普遍局限性是，由于热噪声和活性噪声不能沿轨迹明确分离，因此熵的产生不能完全推断 [14]。尽管如此，随机热力学有潜力推动该领域从研究活性物质的特定现象学模型转向开发驱动活性系统的通用热力学框架。活性物质系统在广泛的空间和时间尺度上无处不在[15–17]。在纳米尺度上，单个分子可以充当活性物质[18, 19]；在研究最深入的微观尺度上，生物和合成系统起着活性物质的作用[20–24]；在中尺度和更大尺度上，动物[25]、机器人[26]、人类群体[27]等作为活性物质运行。所有这些系统所受控的底层物理过程千差万别，如湿与干[16, 28]、欠阻尼与过阻尼[29–32]、热与非热[33–35]等。然而，它们都有一个重要的共同点——非平衡动力学的出现是因为活性物质系统中的每个元素都会消耗能量并耗散
计算机模拟揭示了设计酶中化学步骤的完全熵活化屏障
摘要：尽管蛋白质结构的计算机设计取得了进展，但事实证明，通过此类方法设计有效的酶催化剂非常困难。该领域的挑战之一是通过计算机设计催化肯普消除反应的酶，这种反应在自然界中是观察不到的。在几种此类设计中，有一系列的催化速率常数可以通过实验室进化提高几千倍，尽管与催化类似化学反应的天然酶相比仍然很小。这些进化的设计酶还表现出与热展开无关的异常温度最适值。在这里，我们报告了这些酶的催化反应和构象热力学的广泛计算机模拟，以分析催化活性低和温度行为异常的根本原因。结果表明，酶-底物复合物存在较低的能量状态，这在具有过渡态类似物的晶体结构中是看不到的，这解释了低活性的原因。化学步骤和两种反应物状态之间的过渡的计算阿伦尼乌斯和范特霍夫图均为线性，并且发现所得的反应热力学使催化屏障完全熵化。基于我们计算出的热力学参数的动力学建模为最佳温度提供了两种可能的定量解释：308 K 时限速步骤的变化或底物结合后热容量变化为 − 0.3 kcal/mol/K，其中实验数据似乎与前者最为一致。关键词：酶动力学、Kemp 消除、酶设计、熵、热容量 ■ 简介
介质量子热力学：实验物理学的新领域
在过去的十年中，实验者已经证明了他们在量子镜中控制机械模式的令人印象深刻的能力，直到量子水平：现在有可能创建机械的fock状态，从不同的物体中纠缠机械模式，存储量子信息或将其从一个量子位转移到另一个量子位，并在当今的文献中发现的许多可能性。的确是量子，就像旋转或电磁自由度一样。，所有这些尤其被称为量子技术的新工程资源。，但除了这一功利主义方面，还有更多的东西：援引布拉金斯基和洞穴的原始讨论，其中量子振荡器被认为是经典场的量子检测器，即引力波，也是量子量的独特感应能力。研究主题是机械模式与之耦合的浴室，让它们在自然界中是已知或未知的。这封信是关于这种新的潜力的，它解决了随机热力学的问题，可能是量子版本，搜索最近在最近的理论中假定的基本基础（随机）领域，这些字体可以与波浪功能崩溃模型的类别相吻合，以及呈现出浓缩模型的更为开放的问题，以及在所有机制中都具有两种含义的对象，并且在两个机构中都具有两种方式）。但是，这些研究比使用几种量子力学模式要大得多：必须确定所有已知的浴缸，必须对实验进行实验，而“机械师”一词必须通过在适当的驱动式音调时进行实质性地进行实质性的能力来构成实质性的能力。
教学大纲
机械工程工程数学线性代数：矩阵代数，线性方程系统，特征值和特征向量。微积分：单个变量，极限，连续性和不同性，平均值定理，不确定形式的功能；评估确定和不当积分；双重和三个积分；部分衍生物，总导数，泰勒序列（一个和两个变量），最大值和最小值，傅立叶序列；梯度，差异和卷曲，矢量身份，方向衍生物，线，表面和体积积分，高斯的应用，Stokes和Green定理。微分方程：一阶方程（线性和非线性）；具有恒定系数的高阶线性微分方程； Euler-Cauchy方程；初始和边界价值问题；拉普拉斯转变；热，波和拉普拉斯方程的解决方案。复杂变量：分析函数； Cauchy-Riemann方程；库奇的整体定理和整体公式；泰勒和洛朗系列。概率和统计：概率的定义，采样定理，条件概率；卑鄙，中位数，模式和标准偏差；随机变量，二项式，泊松和正常分布。数值方法：线性和非线性代数方程的数值解；通过梯形和辛普森的规则进行集成；微分方程的单步和多步法。应用力学和设计工程机制：自由图和平衡；摩擦及其应用，包括滚动摩擦，Belt-Pulley，刹车，离合器，螺丝千斤顶，楔子，车辆等。;桁架和框架；虚拟工作；平面运动中刚体的运动学和动力学；冲动和动量（线性和角度）以及能量配方；拉格朗日方程。材料力学：应力和应变，弹性常数，泊松比； Mohr的圆圈，用于平面应力和平面应变；薄缸；剪切力和弯矩图；弯曲和剪切应力；剪切中心的概念；梁的挠度；圆形轴的扭转；欧拉的专栏理论；能量方法；热应力；应变仪和玫瑰花结；通过通用测试机对材料进行测试；测试硬度和影响力。机器理论：平面机制的位移，速度和加速度分析；链接的动态分析；凸轮；齿轮和齿轮火车；飞轮和州长；往复和旋转质量的平衡；陀螺仪。振动：单个自由系统的自由和强迫振动，阻尼的效果；振动隔离；谐振;轴的关键速度。机器设计：用于静态和动态加载的设计；失败理论；疲劳强度和S-N图；机器元素的设计原理，例如螺栓，铆接和焊接接头；轴，齿轮，滚动和滑动接触轴承，刹车和离合器，弹簧。流体力学和热科学流体力学：流体特性；流体静态，淹没物体的力，浮动物体的稳定性；质量，动量和能量的控制体积分析；流体加速度；连续性和动量的微分方程；伯努利方程；维度分析；不可压缩的流体，边界层，基本湍流，流过管道，管道损失，弯曲和配件的粘性流动；可压缩流体流量的基础。传热：传热模式；一维热传导，抗性概念和电类比喻，通过鳍的传热；不稳定的热传导，集总参数系统，Heisler的图表；热边界层，自由和强制对流传热中的无量纲参数，扁平板上流动和通过管道的传热相关性，湍流的影响；热交换器性能，LMTD和NTU方法；辐射传热，Stefanboltzmann定律，WIEN的位移定律，黑色和灰色表面，视图因素，辐射网络分析热力学：热力学系统和过程；纯物质的特性，理想和真实气体的行为；零和热力学的第一定律，在各种过程中的工作和热量计算；热力学的第二定律；热力学特性图表和表，可用性和不可逆性；热力学关系。