三能级量子热机的最优运行与效率的普适性
统计力学
2020-11-11 v1 量子物理
摘要
我们详细研究了一个在最大高效功率函数下运行的三能级量子热机，该权衡目标函数由热机效率和功率输出的乘积定义。首先，在近平衡条件下，我们找到了效率的一般表达式，并确立了最大功率和最大高效功率下效率的普适性。然后在高温极限下，在约束另一参数下对一个参数进行优化，我们得到了强和弱物质-场耦合条件下效率的下界和上界。除弱物质-场耦合条件外，所获得的效率界与已知某些经典热机模型的界完全吻合。进一步对于弱物质-场耦合，我们推导了热机效率的一些新界，其超出了强物质-场耦合所得界所覆盖的范围。最后我们通过比较三能级量子热机在最大功率和最大高效功率体制下的性能作结，表明在最大高效功率下运行的热机至少产生 的最大功率输出，同时显著减少了由于熵产生造成的功率损失。
引用
@article{arxiv.2003.07608,
title = {Optimal operation of a three-level quantum heat engine and universal nature of efficiency},
author = {Varinder Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.07608},
year = {2020}
}