带被动活塞引擎的最大功率输出效率
统计力学
2016-10-04 v3 软凝聚态物质
摘要
本文理论研究了两个储库之间无机械控制的带被动活塞引擎在最大功率 (MP) 输出时的效率。我们将一个被大质量活塞分隔的硬芯气体封闭在温控容器中，并在不控制作用于活塞外部压力的情况下，分析加热和冷却协议下的 MP 效率。我们得到以下三个结果：(i) 如果忽略侧壁摩擦以及气体粒子与活塞之间的能量损失，稀薄气体的 MP 效率接近 Chambadal-Novikov-Curzon-Ahlborn (CNCA) 效率；(ii) 即使储库温差很小，中等密度气体的效率也低于 CNCA 效率。(iii) 通过为带被动活塞的引擎引入 Onsager 矩阵，我们验证了稀薄气体矩阵满足紧耦合条件，而中等密度气体由于不可避免的热泄漏而不满足该条件。我们利用分子动力学模拟并引入一种称为随机平均场模型的有效类平均场模型，确认了这些结果的有效性。
引用
@article{arxiv.1412.4468,
title = {Efficiency at maximum power output for an engine with a passive piston},
author = {Tomohiko G. Sano and Hisao Hayakawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.4468},
year = {2016}
}
备注
24 pages, 13 figures