Máquinas Térmicas Brownianas
Palabras clave:
Máquinas térmicas, ciclo de Carnot, eficiencia a máxima potencia, máquina térmicas brownianas
Resumen
En este trabajo de divulgación, se presenta un breve bosquejo histórico sobre cómo los conceptos teóricos y las leyes de la termodinámica clásica, fueron formulados para explicar el funcionamiento de las máquinas térmicas o dispositivos que transforman energía en trabajo útil. Cómo estos conceptos han podido extenderse para explicar también el funcionamiento de tales dispositivos dentro de un contexto teórico más realista. Hoy en día, dichos conceptos también son muy importantes para el desarrollo y construccion de máquinas de tamaño microscópico. Los científicos continúan con esta labor en el marco de una disciplina llamada termodinámica estocástica.
Descargas
La descarga de datos todavía no está disponible.
Citas
Angulo Brown, F., y Ramos Madrigal, G., Sobre ciclos politrópicos a tiempo finito, Rev. Mex. Fis. 36 [3], pp.363-375, 1990.
Ashkin, A., Dziedzic, J. M., Yamane, T., Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams, Nature (London) 330, pp.769-771, 1987.
Berry, R. S., Kazakov, V. A., Sieniutycz, S., Szwast, Z., Tsvilin, A. M., Thermodynamic Optimization of Finite-Time Processes, Wiley, Chichester, 2000.
Blickle, V., y Bechinger, C., Realization of a micrometre-sized stochastic heat engine, Nat. Phys. 8, pp.143-146, 2012.
Carnot, N. L. S,, Réflexions sur la puissance motrice du feu, Paris Collection des travaux, 1824, y la traducción al inglés de E. Mendoza, Dover Publications In. N. Y. 1960.
Curzon, F. y Ahlborn, B., Efficiency of a Carnot Engine at Maximum Power Output, Am. J. Phys. 43, pp. 22-24, 1975.
Contreras-Vergara O., Sánchez-Salas, N., Valencia-Ortega, G., Jiménez-Aquino, J. I., Carnot, Stirling, and Ericsson stochastic heat engines: Efficiency at maximum power, Phys. Rev. E, 108, 014123, pp.1-10, 2023.
Chambadal, P. Les Centrales Nucleaires, Armand Colin, Paris, 1957, pp. 41-58.
Einstein. A., Investigations on the Theory of the Brownian Movement, Dover Publications, US, New York, 1956, pp. 1-18.
Esposito, M., Kawai, R., Lindenberg, K., Van de Broeck, C., Efficiency at Maximum Power of Low-Dissipation Carnot Engines, Phys. Rev. Lett. 105, 150603, pp.1-4, 2010.
García-Colín Scherer, L., De la máquina de vapor al cero absoluto (calor y entropía), La ciencia desde México Fondo de Cultura Económica, 1986, pp.7-147.
García-Colín Scherer, L., Introducción a la termodinámica clásica, 3a. edición, Editorial Trillas, 1986, pp.13-335.
Gonzalez-Ayala J., Arias-Hernandez L. A., Angulo-Brown F., Connection between maxium-work and maximum-power thermal cycles, Phys. Rev. E 88, 052142 pp.1-7, 2013.
Hoffmann, K. H., Burzler, J., Schubert, S., Endoreversible Thermodynamics, J. Non-Equilib. Thermodyn. 22, pp. 311- 355, 1997.
Hänggi, P. y Marchesoni, F., Artificial Brownian motors: Controlling transport on the nanoscale, Rev. Mod. Phys. 81 [1], pp. 387-442, 2009.
Langevin, P., Sur la théorie du mouvement Brownien, C. R. Acad. Sci. 146, pp. 530–533, 1908.
Martínez, I. A., Roldán, É., Dinis, L., Petrov, D., Rica, R. A., Adiabatic Processes Realized with a Trapped Brownian Particle, Phys. Rev. Lett. 114, 120601, pp.1-6, 2015.
Martínez, I. A., Roldán, É., Dinis, L., Petrov, D., Parrondo, J. M., Rica, R. A., Brownian Carnot engine, Nat. Phys. 12, pp.67-72, 2016.
Novikov, I. I., Efficiency of an atomic power generating installation, Sov. At. Energy, 3 [11], pp.1269-1272, 1957.
Plata, C. A. Guéry-Odelin, D., Trizac, E., Prados, A. Building an irreversible Carnot- like heat engine with an overdamped harmonic oscillator, J. Stat. Mech. Theory Exp. 093207, pp.2-18, 2020.
Sanchez, S., Soler L., Katuri, J., Chemically Powered Micro- and Nanomotors, Angew. Chem. Int. Ed. 52, pp. 2-33, (2014).
Sekimoto, K., Stochastic Energetics, Vol.799 Springer, Heidelberg, Germany, 2010, pp.3-322.
Schmiedl, T., y Seifert, U., Efficiency at maximum power: An analytically solvable model for stochastic heat engines, Europhys. Lett. 81, 20003, pp.1-6, 2008.
Valero, J., Pal, N., Dhakai, S., Walter, N. G., Famulok, M., A bio-hybrid DNA rotor- stator nanoengine that moves along predefined tracks, Nat. Nanotechnol. 13, pp. 496 -503, 2018.
Zamudio Murillo, A. E., Ciclo de Stirling para una partícula browniana, pp.1-121, (2019). Tesis de Maestría en Ciencias (Física), Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa. Disponible en la biblioteca digital de la UAM-Iztapalapa.
Ashkin, A., Dziedzic, J. M., Yamane, T., Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams, Nature (London) 330, pp.769-771, 1987.
Berry, R. S., Kazakov, V. A., Sieniutycz, S., Szwast, Z., Tsvilin, A. M., Thermodynamic Optimization of Finite-Time Processes, Wiley, Chichester, 2000.
Blickle, V., y Bechinger, C., Realization of a micrometre-sized stochastic heat engine, Nat. Phys. 8, pp.143-146, 2012.
Carnot, N. L. S,, Réflexions sur la puissance motrice du feu, Paris Collection des travaux, 1824, y la traducción al inglés de E. Mendoza, Dover Publications In. N. Y. 1960.
Curzon, F. y Ahlborn, B., Efficiency of a Carnot Engine at Maximum Power Output, Am. J. Phys. 43, pp. 22-24, 1975.
Contreras-Vergara O., Sánchez-Salas, N., Valencia-Ortega, G., Jiménez-Aquino, J. I., Carnot, Stirling, and Ericsson stochastic heat engines: Efficiency at maximum power, Phys. Rev. E, 108, 014123, pp.1-10, 2023.
Chambadal, P. Les Centrales Nucleaires, Armand Colin, Paris, 1957, pp. 41-58.
Einstein. A., Investigations on the Theory of the Brownian Movement, Dover Publications, US, New York, 1956, pp. 1-18.
Esposito, M., Kawai, R., Lindenberg, K., Van de Broeck, C., Efficiency at Maximum Power of Low-Dissipation Carnot Engines, Phys. Rev. Lett. 105, 150603, pp.1-4, 2010.
García-Colín Scherer, L., De la máquina de vapor al cero absoluto (calor y entropía), La ciencia desde México Fondo de Cultura Económica, 1986, pp.7-147.
García-Colín Scherer, L., Introducción a la termodinámica clásica, 3a. edición, Editorial Trillas, 1986, pp.13-335.
Gonzalez-Ayala J., Arias-Hernandez L. A., Angulo-Brown F., Connection between maxium-work and maximum-power thermal cycles, Phys. Rev. E 88, 052142 pp.1-7, 2013.
Hoffmann, K. H., Burzler, J., Schubert, S., Endoreversible Thermodynamics, J. Non-Equilib. Thermodyn. 22, pp. 311- 355, 1997.
Hänggi, P. y Marchesoni, F., Artificial Brownian motors: Controlling transport on the nanoscale, Rev. Mod. Phys. 81 [1], pp. 387-442, 2009.
Langevin, P., Sur la théorie du mouvement Brownien, C. R. Acad. Sci. 146, pp. 530–533, 1908.
Martínez, I. A., Roldán, É., Dinis, L., Petrov, D., Rica, R. A., Adiabatic Processes Realized with a Trapped Brownian Particle, Phys. Rev. Lett. 114, 120601, pp.1-6, 2015.
Martínez, I. A., Roldán, É., Dinis, L., Petrov, D., Parrondo, J. M., Rica, R. A., Brownian Carnot engine, Nat. Phys. 12, pp.67-72, 2016.
Novikov, I. I., Efficiency of an atomic power generating installation, Sov. At. Energy, 3 [11], pp.1269-1272, 1957.
Plata, C. A. Guéry-Odelin, D., Trizac, E., Prados, A. Building an irreversible Carnot- like heat engine with an overdamped harmonic oscillator, J. Stat. Mech. Theory Exp. 093207, pp.2-18, 2020.
Sanchez, S., Soler L., Katuri, J., Chemically Powered Micro- and Nanomotors, Angew. Chem. Int. Ed. 52, pp. 2-33, (2014).
Sekimoto, K., Stochastic Energetics, Vol.799 Springer, Heidelberg, Germany, 2010, pp.3-322.
Schmiedl, T., y Seifert, U., Efficiency at maximum power: An analytically solvable model for stochastic heat engines, Europhys. Lett. 81, 20003, pp.1-6, 2008.
Valero, J., Pal, N., Dhakai, S., Walter, N. G., Famulok, M., A bio-hybrid DNA rotor- stator nanoengine that moves along predefined tracks, Nat. Nanotechnol. 13, pp. 496 -503, 2018.
Zamudio Murillo, A. E., Ciclo de Stirling para una partícula browniana, pp.1-121, (2019). Tesis de Maestría en Ciencias (Física), Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa. Disponible en la biblioteca digital de la UAM-Iztapalapa.
Publicado
2024-12-19
Cómo citar
Jiménez Aquino, J. I. (2024). Máquinas Térmicas Brownianas. Contactos, Revista De Educación En Ciencias E Ingeniería, (139), 20 - 31. Recuperado a partir de https://contactos.izt.uam.mx/index.php/contactos/article/view/465
Sección
Artículos