Quantum seminar | 24 December 2025

Второе начало термодинамики накладывает ограничения на возможность самопроизвольного обмена теплом между телами, находящимися при разных температурах. Во многих монографиях и учебных пособиях, исходя из неравенства Клаузиуса, его формулируют как невозможность самопроизвольной не флуктуационной передачи тепла от холодного тела более горячему телу. В докладе будет показано, что такая формулировка верна лишь в случае двух тел (резервуаров) с равными химическими потенциалами. Будет показано, что в иных случаях самопроизвольная не флуктуационная передача тепла от холодного тела к более горячему не запрещена. Будет приведён пример квантовой системы, в которой данный эффект имеет место. Будет получено второе начало термодинамики для открытой квантовой системы, описываемой в Борн-Марковском приближении, в виде неравенства Клаузиуса. Будет рассмотрена роль взвешенной заселенности резервуаров в формировании стационарных потоков тепла и частиц через открытую квантовую систему. Будет показано, что эволюция температур и химических потенциалов резервуаров открытой квантовой системы может иметь существенно немонотонный характер, причем равновесная температура всегда больше минимальной из начальных температур резервуаров.

Main paper/arXiv, related to the seminar, and other references, up to 5

V. Vovchenko, A.A. Zyablovsky, A.A. Pukhov, and E.S. Andrianov, Autonomous coarse-grained cooling of the coldest reservoir not restricted by the second law of thermodynamics, Phys. Rev. A 111, 062204 (2025)