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具有任意多守恒量的有限尺寸热浴下广义热机的最优性能:超越独立同分布缩放

量子物理 2018-01-26 v4

摘要

在量子热力学中,热浴有限性的效应较少被考虑。特别是,缺乏一个专注于多守恒量热浴有限性的普遍理论。因此,我们研究了具有多守恒量的广义热机的最优性能如何随热浴大小而变化。在量子热力学的一般理论中,热浴大小通常用系统的相同副本数量来表示,这甚至无法涵盖体积缩放这样自然的缩放方式。考虑到渐近延拓性,我们处理了一种广义的热浴缩放,以自然地包含体积缩放。基于此,我们导出了一个反映热浴有限尺寸效应的广义热机性能界限,称为细粒广义卡诺界限。我们还构建了一个达到该界限所给发动机最优性能的协议。最后,应用获得的一般理论,我们处理了广义热机的简单示例。作为非独立同分布缩放和多守恒量的一个例子,我们研究了一个由交换粒子的理想气体组成的双热浴热机,其中应用了体积缩放。结果表明,粒子质量显式地影响这种有限尺寸热浴热机的性能。

关键词

引用

@article{arxiv.1612.04047,
  title  = {Optimal performance of generalized heat engines with finite-size baths of arbitrary multiple conserved quantities beyond i.i.d. scaling},
  author = {Kosuke Ito and Masahito Hayashi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1612.04047},
  year   = {2018}
}

备注

42 pages, 9 figures