1国際量子理論理論センター、グダニスク大学、Wita Stwosza 63、80-308グダニスク、ポーランド
2Institute of Theoretical and Applied Informatics、Polish Academy of Sciences、Bałtycka5、44-100 Gliwice、Poland
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抽象
熱力学の第 2 法則は、巨視的なシステムの自由エネルギーの変化を使用して、実行される作業の境界を設定します。 エルゴトロピーは、微視的なシナリオで同様の役割を果たし、単一操作によってシステムから抽出できるエネルギーの最大量として定義されます。 この分析では、システムとサーマル バスとの相互作用の結果として、システムにどの程度のエルゴトロピーが誘発されるかを定量化します。これは、微細な機械によって実行される作業のソースとして使用するという観点からです。 この方法で環境から抽出できるエルゴトロピーの量の基本的な限界を提供します。 境界は、非平衡自由エネルギー差で表され、システムのハミルトニアンの無限次元の極限で飽和する可能性があります。 この飽和につながるエルゴトロピー抽出プロセスは、有限次元システムについて数値的に分析されます。 さらに、環境からのエルゴトロピーの抽出のアイデアを、オープンサイクルエンジンと名付けた新しいクラスのストローク熱エンジンの設計に適用します。 これらの機械の効率と作業量は、次元 3 および XNUMX のシステムに対して完全に最適化することができ、数値解析はより高い次元に対して提供されます。
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