作为热机的费曼棘轮在最大功率下的效率

通过优化内部参数和外部负载，研究了作为热机的费曼棘轮的最大功率及其相应效率 ($\eta_\ast$)。当一个完美棘轮装置（棘轮与棘爪之间无通过动能的热交换）在温度 $T_1> T_2$ 的两个热浴之间工作时，发现其最大功率效率为 $\eta_\ast =\eta_C^2 /[\eta_C-(1-\eta_C)\ln(1-\eta_C)]$，其中 $\eta_C\equiv 1-T_2/T_1$。该效率略高于 Curzon 和 Ahlborn [\textit{Am. J. Phys.} \textbf{43} (1975) 22] 针对宏观热机获得的值 $1-\sqrt{T_2/T_1}$。它也略大于 Schmiedl 和 Seifert [\textit{EPL} \textbf{81} (2008) 20003] 针对在小温差下工作的随机热机获得的结果 $\eta_{SS}\equiv 2\eta_C/(4-\eta_C)$，而在大温差下 $\eta_\ast$ 与 $\eta_{SS}$ 之间出现明显偏差。对于棘轮与棘爪之间通过动能进行非零热交换的不完美棘轮装置，最大功率效率随热导率的增加而降低。