[en] A STUDY ON THERMAL CONDUCTION AND RECTIFICATION

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: ALEXANDRE AUGUSTO ABREU ALMEIDA
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] CONDUCAO DE CALOR; [pt] DIODO TERMICO; [pt] DINAMICA NAO LINEAR; [pt] DINAMICA ESTOCASTICA; [en] HEAT CONDUCTION; [en] THERMAL DIODE; [en] NONLINEAR DYNAMICS; [en] STOCHASTIC DYNAMICS
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53525&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53525&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.53525

[pt] É um resultado conhecido na literatura que uma cadeia unidimensional de partículas, que interagem harmonicamente com seus primeiros vizinhos, não conduz calor, e forças não lineares são necessárias para reproduzir a lei de Fourier da condução de calor. Quando são introduzidas assimetrias em tal sistema condutor, se obtém um efeito retificador onde a corrente térmica apresenta magnitudes diferentes dependendo de qual lado da cadeia tem maior temperatura, tais dispositivos sendo chamados de diodos térmicos. Neste trabalho estudamos os dois fenômenos, condução de calor e retificação térmica, em uma cadeia unidimensional de partículas, com condições de contorno fixas, acopladas a dois banhos térmicos, um em cada extremidade, modelados como termostatos de Langevin. As partículas interagem com seus primeiros vizinhos harmonicamente e estão sujeitas a um potencial localizado externo não linear, para o qual estudamos dois tipos, os potenciais Frenkel-Kontorova e Ø elevado a 4. Verificamos que a lei de Fourier é observada, para ambos os casos, com o perfil de temperatura e a condutividade térmica dependendo da relação entre as amplitudes harmônica e anarmônica, e a temperatura média do sistema. Em seguida, para criar uma assimetria na cadeia, nós acoplamos dois segmentos de mesmo tamanho. Observamos um efeito retificador onde a direção preferencial difere para cada potencial localizado estudado. A forma como as temperaturas dos banhos térmicos mudam a magnitude da retificação também foi observada. Nós também investigamos o efeito de não linearidades interfaciais, por meio de uma lei de potência que acopla segmentos Ø elevado a 4. Alterando o expoente da lei de potência, nós buscamos as condições sob as quais a retificação ótima é atingida.