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Otto Engine for the <i>q</i>-State Clock Model
Indexado
WoS WOS:000823746200001
Scopus SCOPUS_ID:85124751791
DOI 10.3390/E24020268
Año 2022
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This present work explores the performance of a thermal–magnetic engine of Otto type, considering as a working substance an effective interacting spin model corresponding to the q− state clock model. We obtain all the thermodynamic quantities for the q = 2, 4, 6, and 8 cases in a small lattice size (3 × 3 with free boundary conditions) by using the exact partition function calculated from the energies of all the accessible microstates of the system. The extension to bigger lattices was performed using the mean-field approximation. Our results indicate that the total work extraction of the cycle is highest for the q = 4 case, while the performance for the Ising model (q = 2) is the lowest of all cases studied. These results are strongly linked with the phase diagram of the working substance and the location of the cycle in the different magnetic phases present, where we find that the transition from a ferromagnetic to a paramagnetic phase extracts more work than one of the Berezinskii–Kosterlitz–Thouless to paramagnetic type. Additionally, as the size of the lattice increases, the extraction work is lower than smaller lattices for all values of q presented in this study.

Revista



Revista ISSN
Entropy 1099-4300

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Disciplinas de Investigación



WOS
Physics, Multidisciplinary
Scopus
Information Systems
Electrical And Electronic Engineering
Mathematical Physics
Physics And Astronomy (Miscellaneous)
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Aguilera, Michel Angelo Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
2 PENA-RECABARREN, FRANCISCO JOSE ANTONIO Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
3 Negrete, Oscar A. Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
Center for the Development of Nanoscience and Nanotechnology - Chile
Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnologia - Chile
4 VARGAS-CANTIN, PATRICIO Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
Center for the Development of Nanoscience and Nanotechnology - Chile
Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnologia - Chile

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Financiamiento



Fuente
ANID
ANID Fondecyt
ANID PIA/BASAL grant
ANID FONDECYT grant
USM-DGIIE
ANID Fondecyt, Iniciacion en Investigacion 2020 grant

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Agradecimientos



Agradecimiento
Funding: P.V. and M.A.A. acknowledge support from ANID Fondecyt grant No. 1210312 and to ANID PIA/Basal grant No. AFB180001. O.A.N. acknowledge support from ANID PIA/Basal AFB180001. F.J.P. acknowledges support from ANID Fondecyt, Iniciación en Investigación 2020 grant No. 11200032 and USM-DGIIE.
P.V. and M.A.A. acknowledge support from ANID Fondecyt grant No. 1210312 and to ANID PIA/Basal grant No. AFB180001. O.A.N. acknowledge support from ANID PIA/Basal AFB180001. F.J.P. acknowledges support from ANID Fondecyt, Iniciacion en Investigacion 2020 grant No. 11200032 and USM-DGIIE.

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