相互作用的多粒子经典 Szilard 引擎

Szilard 引擎 (SZE) 是利用信息从系统中提取功的最佳范例之一。最初，SZE 的工作物质被认为是单个粒子。后来，研究人员将 SZE 的研究扩展到了多粒子系统甚至量子领域。在此，我们提出了一项关于由 $N$ 个具有粒子间相互作用的粒子组成的经典 SZE 的详细研究，即工作物质为低密度非理想气体，并将其功提取情况与工作物质为非相互作用多粒子系统的 SZE 进行比较。我们考虑了两种相互作用情况：(i) 硬芯相互作用和 (ii) 方势阱相互作用。我们的研究表明，当更多粒子通过硬芯相互作用时，功提取量较少。而当粒子通过方势阱相互作用时，提取的功更多。第二种情况的另一个重要结果是，随着粒子数的增加，功提取变得与隔板的初始位置无关，这与第一种情况相反。在第一种情况下，功提取关键取决于隔板的初始位置。当隔板插入靠近边界壁的位置时，使用更多粒子可以提取更多的功。