局部平衡卡诺循环的分子动力学分析

我们确定了一种理想气体粒子的速度分布函数，该分布与局部平衡假设及满足内可逆性的基本热力学关系相容。我们发现该分布是麦克斯韦-玻尔兹曼分布，具有空间均匀的温度和空间变化的局域质心速度。基于此分布，我们构建了理想气体的局部平衡卡诺循环，并证明该循环的效率由气体的分子动力学温度给出的内可逆卡诺效率所决定。我们还得到了在小温差下该循环最大功率时效率的解析表达式。我们的理论也得到了分子动力学模拟的证实。