論文の概要: Optimizing Thermodynamic Cycles with Two Finite-Sized Reservoirs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.11342v3
- Date: Mon, 6 Dec 2021 03:04:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-21 03:12:05.405131
- Title: Optimizing Thermodynamic Cycles with Two Finite-Sized Reservoirs
- Title（参考訳）: 2つの有限サイズ貯留層による熱力学サイクルの最適化
- Authors: Hong Yuan, Yu-Han Ma, and C. P. Sun
- Abstract要約: 本研究では, 温度が一定である2つの有限サイズの貯水池間の熱機関の非平衡熱力学について検討した。
実環境下での有限サイズの貯留層を有する熱力学サイクルの一般的な最適化シナリオの開発に利用することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2134707644856286
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: We study the non-equilibrium thermodynamics of a heat engine operating
between two finite-sized reservoirs with well-defined temperatures. Within the
linear response regime, it is found that the uniform temperature of the two
reservoirs at final time $\tau$ is bounded from below by the entropy production
$\sigma_{\mathrm{min}}\propto1/\tau$. We discover a general power-efficiency
trade-off depending on the ratio of heat capacities ($\gamma$) of the
reservoirs for the engine. And a universal efficiency at maximum average power
of the engine for arbitrary $\gamma$ is obtained. For practical purposes, the
operation protocol of an ideal gas heat engine to achieve the optimal
performance associated with $\sigma_{\mathrm{min}}$ is demonstrated. Our
findings can be used to develop an general optimization scenario for
thermodynamic cycles with finite-sized reservoirs in real-world circumstances.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 温度が一定である2つの有限サイズの貯水池間の熱機関の非平衡熱力学について検討した。
線形応答系では、最後に$\tau$ となる2つの貯水池の均一な温度はエントロピー生成量 $\sigma_{\mathrm{min}}\propto1/\tau$ によって下から区切られる。
エンジン用貯水池の熱容量(ガンマ$)の比に応じて、一般的な電力効率のトレードオフを発見する。
そして、任意の$\gamma$に対するエンジンの最大平均電力における普遍的効率を求める。
実用上,$\sigma_{\mathrm{min}}$に付随する最適性能を達成するための理想的なガスヒートエンジンの動作プロトコルが示されている。
実環境下での有限サイズの貯留層を有する熱力学サイクルの一般的な最適化シナリオの開発に利用することができる。
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