最优热机的普适性与标度
统计力学
2016-03-18 v2 量子物理
摘要
从蒸汽机到当前的纳米器件，高效热机的设计在现代社会中起到了重要作用。本质上，热机可被视为一种工质，与两个或更多热库接触并经历循环变换。如果工质处于相变的临界点附近会发生什么？早在1902年，潜热就被认为是提高蒸汽机效率的关键。尽管有此早期观察，相变对热机性能的影响却一直未被探讨。通过结合非平衡与量子热力学、有限尺寸标度以及信息论的工具，我们揭示了一种由靠近相变所触发的、此前未被注意到的机制，可提升热机的性能。该结果为所谓的功率-效率困境提供了新视角，并可用于实现同时具备高功率与高效率的发动机。我们将讨论基于囚禁离子和超导纳米电路的具体实现方案。
引用
@article{arxiv.1510.06183,
title = {Universality and scaling of optimal heat engines},
author = {Michele Campisi and Rosario Fazio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.06183},
year = {2016}
}
备注
This paper has been withdrawn by the authors due to extensive rewriting and splitting in two new papers, arXiv:1603.05024 and arXiv:1603.05029