类活塞式聚合物随机热机

胶体随机发动机通常被视为宏观活塞-气缸热机的微观类比。然而，尽管它们共享一些基本物理原理，但从实际应用角度来看，这类系统远非直接的力发生器。受此局限性启发，本研究提出了一种更紧密模拟活塞-气缸发动机运行的聚合物基随机发动机。在该装置中，热量通过循环过程转化为功，该循环过程使聚合物在不同温度下被拉入和拉出狭窄通道。发动机所做的功可以直接从力-位置图中的循环轨迹获得，类似于传统热机中的压强-体积图。尽管与胶体发动机相比其自由度数量多得多，聚合物发动机仍然遵循此类系统中观察到的若干特征。数值结果表明，其效率与普适的低耗散界限一致，在再生条件下恢复卡诺效率，并具有功和功率的低耗散标度律。