被动布朗热机的精确可解模型及其与主动引擎的比较

我们利用不同的单粒子随机模型对被动与主动微热机进行了广泛分析。使用随机热力学，我们解析与数值地计算了被动与主动布朗热机的热力学功、热量、熵产生和效率并进行了比较。我们以一个协议运行热机，该协议下平均热力学量对任意循环时间均可精确计算。我们还讨论了能够进行精确非准静态计算的一类协议，在被动引擎情形下完全可行，在主动引擎中部分可行。我们获得了非准静态（即高功率）单粒子微热机的详细热力学。结果的准静态（即零功率）极限通过取长（无限）循环时间得到。我们还研究了受限粒子在被动与主动引擎中的位置分布，并根据衡量粒子位置中主动持续性（由主动噪声引起）与谐振约束之间竞争的参数比较了其特征。我们还计算了衡量这些分布非高斯性的超额峰度。我们的分析表明，此类热机的效率可因模型中的活性而增强或降低。