論文の概要: Geometric characterization for cyclic heat engines far from equilibrium

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06219v2
• Date: Fri, 12 Apr 2024 14:27:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-15 20:15:54.653956
• Title: Geometric characterization for cyclic heat engines far from equilibrium
• Title（参考訳）: 平衡から離れた循環型熱エンジンの幾何学的特性評価
• Authors: Tan Van Vu, Keiji Saito,
• Abstract要約: 循環型熱機関の経路に沿った幾何学的長さと,そのパワーと効率の関係について検討する。 我々は、幾何学的長さと熱機関の時間スケールを用いて、電力と効率のトレードオフ関係を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Considerable attention has been devoted to microscopic heat engines in both theoretical and experimental aspects. Notably, the fundamental limits pertaining to power and efficiency, as well as the tradeoff relations between these two quantities, have been intensively studied. This study aims to shed further light on the ultimate limits of heat engines by exploring the relationship between the geometric length along the path of cyclic heat engines operating at arbitrary speeds and their power and efficiency. We establish a tradeoff relation between power and efficiency using the geometric length and the timescale of the heat engine. Remarkably, because the geometric quantity comprises experimentally accessible terms in classical cases, this relation is useful for the inference of thermodynamic efficiency. Moreover, we reveal that the power of a heat engine is always upper bounded by the product of its geometric length and the statistics of energy. Our results provide a geometric characterization of the performance of cyclic heat engines, which is universally applicable to both classical and quantum heat engines operating far from equilibrium.
• Abstract（参考訳）: 理論的にも実験的にも、微視的な熱エンジンに注意が向けられている。 特に、電力と効率に関する基本的な限界と、これらの2つの量の間のトレードオフ関係が集中的に研究されている。 本研究の目的は、任意の速度で作動する循環型熱機関の経路に沿った幾何学的長さと、そのパワーと効率の関係を探索することによって、熱機関の究極の限界についてさらなる光を当てることである。 我々は、幾何学的長さと熱機関の時間スケールを用いて、電力と効率のトレードオフ関係を確立する。 興味深いことに、幾何学量には古典的な場合において実験的に利用できる用語が含まれているため、この関係は熱力学効率の推測に有用である。 さらに、熱機関の動力は、その幾何学的長さの積とエネルギー統計によって常に上界であることが明らかにされる。 本結果は, 古典的および量子的熱機関の平衡から遠く離れた領域に広く適用可能な, 循環式熱エンジンの性能を幾何学的に評価するものである。

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