Generalization of the Wall theorem to out-of-equilibrium conditions

Autores
Urrutia, Ignacio; Paganini, Iván Eduardo; Pastorino, Claudio
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The well-known Wall theorem states a simple and precise relation among temperature, pressure, and density of a fluid at contact with a confining hard wall in thermodynamic equilibrium. In this Communication, we develop an extension of the Wall theorem to out-of-equilibrium conditions, providing an exact relation between pressure, density, and temperature at the wall, valid for strong nonequilibrium situations. We derive analytically this nonequilibrium Wall theorem for stationary states and validate it with nonequilibrium event-driven molecular-dynamics simulations. We compare the analytical expression with simulations by direct evaluation of temperature, density, and pressure on the wall of a nanoconfined liquid under stationary flow. This is done for linear regime, medium and very strong out-of-equilibrium conditions, presenting viscous heating and heat transport. The agreement between theory and simulation is excellent, allowing for a conclusive verification. In addition, we explore the degree of accuracy of using the equilibrium Wall theorem and different expressions for the local temperature, employed in nonequilibrium molecular-dynamics simulations.
Fil: Urrutia, Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina
Fil: Paganini, Iván Eduardo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentina
Fil: Pastorino, Claudio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentina
Materia
Confined Fluids
Heat Transfer
Nanoconfined Flux
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Fil: Pastorino, Claudio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentina
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