論文の概要: Finite-Time Thermodynamics of Fluctuations in Microscopic Heat Engines
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.08602v2
- Date: Sat, 22 Jan 2022 16:16:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-18 01:16:20.976891
- Title: Finite-Time Thermodynamics of Fluctuations in Microscopic Heat Engines
- Title（参考訳）: 微視的熱機関における変動の有限時間熱力学
- Authors: Gentaro Watanabe, Yuki Minami
- Abstract要約: システムサイズが小さいと、熱力学的量のゆらぎは無視できない。
我々は, 微視的熱機関における変動の有限時間熱力学を開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8275108630751837
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Fluctuations of thermodynamic quantities become non-negligible and play an
important role when the system size is small. We develop finite-time
thermodynamics of fluctuations in microscopic heat engines whose environmental
temperature and mechanical parameter are driven periodically in time. Within
the slow-driving regime, this formalism universally holds in a coarse-grained
time scale whose resolution is much longer than the correlation time of the
fluctuations, and is shown to be consistent with the relation analogous to the
fluctuation-dissipation relation. Employing a geometric argument, a scenario to
simultaneously minimize both the average and fluctuation of the dissipation in
the Carnot cycle is identified. For this simultaneous optimization, the
existence of a zero eigenvalue of the singular metric for the scale invariant
equilibrium state is found to be essential. Furthermore, we demonstrate that
our optimized protocol can improve the dissipation and its fluctuation over the
current experiment.
- Abstract（参考訳）: 熱力学的量のゆらぎは無視できないものとなり、システムサイズが小さくなると重要な役割を果たす。
環境温度と機械的パラメータを周期的に駆動する微視的熱機関における変動の有限時間熱力学を開発した。
緩やかな運転体制の中では、この定式化は、ゆらぎの相関時間よりも解像度がはるかに長い粗い粒度の時間スケールで普遍的に保持され、ゆらぎ-散逸関係に類似した関係と一致することが示されている。
幾何学的引数を用いて、カーノーサイクルにおける散逸平均と発散変動を同時に最小化するシナリオを特定する。
この同時最適化のために、スケール不変平衡状態に対する特異計量の零固有値の存在が必須であることが分かる。
さらに,我々の最適化プロトコルは,現在の実験よりも散逸と変動を改善することができることを示した。
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