Jarzynski-Gleichung

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Die Jarzynski-Gleichung ist eine Gleichung der statistischen Mechanik. Sie verknüpft die Differenz der Freien Energie mit der Arbeit , die in Nicht-Gleichgewichtsprozessen an einem System geleistet wird.

Generell gilt für thermodynamische Nicht-Gleichgewichtsprozesse zwischen den Gleichgewichtszuständen A und B die Ungleichung

Die Jarzynski-Gleichung

gilt für beliebige Prozesse unabhängig von der Geschwindigkeit der Prozessführung, mit

Die Gleichung wird plausibler, wenn man die thermischen Fluktuationen in dem Ensemble bedenkt, an dem Arbeit verrichtet wird. Mitunter bringen sie das System weiter vom Anfangs- zum Endzustand. Dies kommt selten vor, geht jedoch durch den negativen Exponenten stark in den Ensemblemittelwert ein.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • C. Jarzynski: Nonequilibrium Equality for Free Energy Differences. In: Physical Review Letters. Band 78, Nr. 14, 7. März 1997, S. 2690, doi:10.1103/PhysRevLett.78.2690.