最大效率下的理想热机循环——理想气体及其他

给定一个特定的热机循环，什么是最优工作介质能产生最高效率？虽然人们可能会立刻得出结论认为必定是理想气体，但实际情况更为复杂。从摩尔体积和温度的多项式依赖的一般 Helmholtz 势出发，我们推导了理想 Stirling、Otto 和 Brayton 循环的精确表达式。我们发现，相当普遍地，对于工作介质温度线性相关的热力学系统，可以实现最大效率。这包括理想气体，但也包括经典谐振子和橡胶带的唯象模型。