論文の概要: Steady-state heat engines driven by finite reservoirs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.05174v1
• Date: Thu, 08 May 2025 12:22:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-09 21:43:49.870933
• Title: Steady-state heat engines driven by finite reservoirs
• Title（参考訳）: 有限貯水池で駆動される定常熱機関
• Authors: Iago N. Mamede, Saulo V. Moreira, Mark T. Mitchison, Carlos E. Fiore,
• Abstract要約: 本研究では,有限サイズの貯水池が連続・同時結合のシナリオにおいて,無限サイズの貯水池と比較して電力に有意な影響を及ぼすことを示す。 本研究は,有限貯留層熱容量と不完全な熱分離の現実的な条件下でのナノスケールエンジンの性能を最適化するツールを紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We provide a consistent thermodynamic analysis of stochastic thermal engines driven by finite-size reservoirs, which are in turn coupled to infinite-size reservoirs. We consider a cyclic operation mode, where the working medium couples sequentially to hot and cold reservoirs, and a continuous mode with both reservoirs coupled simultaneously. We derive an effective temperature for the finite-size reservoirs determining the entropy production for two-state engines in the sequential coupling scenario, and show that finite-size reservoirs can meaningfully affect the power when compared to infinite-size reservoirs in both sequential and simultaneous coupling scenarios. We also investigate a three-state engine comprising two interacting units and optimize its performance in the presence of a finite reservoir. Notably, we show that the efficiency at maximum power can exceed the Curzon-Ahlborn bound with finite reservoirs. Our work introduces tools to optimize the performance of nanoscale engines under realistic conditions of finite reservoir heat capacity and imperfect thermal isolation.
• Abstract（参考訳）: 有限サイズの貯水池によって駆動される確率的熱機関の一貫した熱力学解析を無限サイズの貯水池に結合する。 作業媒体が連続的に熱水貯留層と冷水貯留層に結合する循環運転モードと,両貯水池を同時に結合した連続モードを考える。 逐次結合シナリオにおける二状態エンジンのエントロピー生成を決定する有限サイズ貯水池の有効温度を導出し, 逐次結合シナリオと同時結合シナリオの両方において無限サイズ貯水池と比較して, 有限サイズ貯水池が電力に有意な影響を及ぼすことを示す。 また、2つの相互作用ユニットからなる3状態エンジンについて検討し、有限貯水池の存在下での性能を最適化する。 特に、最大出力での効率は、有限貯水池で囲まれたカーゾン=アルボルンを超えることが示される。 本研究は, 有限貯留層熱容量と不完全な熱分離の現実的な条件下でのナノスケールエンジンの性能を最適化するツールを紹介する。

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