微观范式下三段热机的最优性能

我们考虑微观范式下的三段发动机，其中发动机的工作介质由两能级系统组成。发动机的工作介质旨�从热源中抽取热量、产生功并通过三个阶段依次排放剩余热量到冷源。 在此过程中，假设工作介质与热源的相互作用是能量守恒的，因此可由热操作描述。尽管先前的研究分析了当工作介质可通过任意热操作实现变换时发动机的最优性能，但我们present了发动机产生最大功以及发动机最大效率的闭式表达式，这些表达式仅允许在工作介质上可实现的受限类热操作。此外，我们探讨了在两种众所周知的限制类下发动机的最优性能：通过Jaynes-Cummings相互作用实现的热操作以及使用有限大小热源可实现的热操作。因此，一方面，我们的结果是通用的，因为当限制被放宽时，能够再现通过任意热操作在工作介质上实现的最优性能。另一方面，我们的结果允许我们在更真实的情景中确定发动机的最大功生产和效率，其中只能在工作介质上实施受限类热操作，从而使我们的发现更接近实验可行性。