Termodinâmica e eficiência de partículas brownianas

Introduzimos uma abordagem denominada colisional para uma partícula browniana, na qual ela é colocada sequencialmente em contato com distintos reservatórios térmicos. Consideramos dois casos diferentes: mesmo intervalo de tempo a cada interação entre o sistema e o reservatório e o caso de intervalos de tempos diferentes. Em ambos casos, tal modelo pode ser usado como uma máquina térmica, apresentando solução exata para quaisquer temperaturas e forças externas. A produção de entropia e o trabalho apresentam um comportamento bilinear, onde obtemos os coeficientes de Onsager no regime de temperaturas iguais ou próximas entre os reservatórios. Uma analise detalhada acerca do papel de cada ingrediente (período, força e assimetria) bem como diferentes protocolos de optimização foram apresentados. Nossos resultados mostraram que a assimetria no período de interação constitui uma estrategia significativa para optimizar a máquina térmica, sobretudo em regimes onde a dependência diminui.