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量子奥托热机在最大功率下的效率:有限时间与不可逆热力学视角

统计力学 2015-06-22 v1

摘要

我们考虑了以自旋或谐振子系统为工作物质、在两个恒温热源 ThT_hTcT_c (<Th<T_h) 之间工作的量子奥托热机在最大功率下的效率。尽管自旋 -1/21/2 系统与谐振子系统遵循两种典型的量子统计且行为截然不同,但基于这两种不同量子系统的最大功率效率均受同一表达式的上限约束:ηmpη+ηC2/[ηC(1ηC)ln(1ηC)]\eta_{mp}\leq\eta_+\equiv \eta_C^2/[\eta_C-(1-\eta_C)\ln(1-\eta_C)],其中 ηC=1Tc/Th\eta_C=1-T_c/T_h 为卡诺效率;该式在相对温差较小时展现出与 CA 效率 ηCA=11ηC\eta_{CA}=1-\sqrt{1-\eta_C} 相同的普适性。在不可逆热力学框架下,我们计算了昂萨格系数,并表明 ηCA\eta_{CA} 值确实是线性响应区工作的奥托热机最大功率效率 (EMP) 的上限。

关键词

引用

@article{arxiv.1408.5467,
  title  = {Efficiency at maximum power of a quantum Otto engine: Both within finite-time and irreversible thermodynamics},
  author = {Feilong Wu and Jizhou He and Yongli Ma and Jianhui Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1408.5467},
  year   = {2015}
}