Termodinâmica Quântica e Máquinas Térmicas Quânticas

Abstract

A termodinâmica surgiu de forma fenomenológica durante a revolução industrial, principalmente devido ao estudo e ao aperfeiçoamento das máquinas a vapor, que eram incrivelmente úteis. Ela estabelece o calor como uma forma de trocar energia e regras de como essa troca pode ser convertida em trabalho. Em particular, Carnot mostrou que existe um limite geral sobre a eficiência das máquinas térmicas. A termodinâmica trata de sistemas macroscópicos onde efeitos quânticos, em geral, podem ser ignorados. Porém, recentemente têm surgido diversas propostas teóricas de máquinas térmicas microscópicas que visam utilizar características quânticas para obter um melhor desempenho. Além disso, há diversas propostas de definição de calor e trabalho para sistemas quânticos. Neste trabalho, iremos revisar os fundamentos necessários para que seja possível definir calor e trabalho no caso quântico e apresentar uma máquina térmica quântica operando em um ciclo de Otto.