Termodinâmica estocástica de sistemas bipartidos: desigualdades de entropia de transferência e uma interpretação do demônio de Maxwell

Consideramos o estado estacionário de um processo de Markov em um sistema bipartido sob a perspectiva da termodinâmica estocástica. Um subsistema é usado para extrair trabalho de um banho térmico enquanto é afetado pelo segundo subsistema. Mostramos que este último permite uma interpretação transparente e termodinamicamente consistente de um demônio de Maxwell. Além disso, obtemos um teorema de flutuação integral envolvendo a entropia de transferência de um subsistema para o outro. Comparando três desigualdades diferentes, mostramos que a diminuição da entropia do primeiro subsistema fornece um limite mais restrito sobre a taxa de trabalho extraído do que tanto a taxa de entropia de transferência deste subsistema para o demônio quanto o calor dissipado através da dinâmica do demônio. Estas duas últimas taxas não podem ser ordenadas por uma desigualdade, como ilustrado com o exemplo de um sistema de quatro estados.