基于小系统的热机最大效率：纳米尺度的卡诺循环

我们研究了基于小系统的卡诺循环热机的最大效率。研究表明，由于系统的有限性，当工作物质与热库接触时可能会出现不可逆性。因此，通常的卡诺效率存在一个依赖于工作物质的修正项，该效率仅在工作物质处于热力学极限时才成立。我们推导出了用相对熵表示的卡诺循环热机最大效率的通用且简洁的表达式。当工作物质的尺寸增加至热力学极限时，该最大效率渐近趋于通常的卡诺效率。我们的研究将卡诺的结果推广到了任意尺寸工作物质的情形，并展示了小系统热力学的微妙之处。