Ergotropy의 추출: 자유 에너지 결합 및 개방형 사이클 엔진에 적용

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탄모이 비스와스¹, 마르친 오베코¹, 파베우 마주렉¹, 콘라드 야워비에츠키², 및 Michał Horodecki¹

¹그단스크 대학교 양자 기술 이론 국제 센터, Wita Stwosza 63, 80-308 그단스크, 폴란드
²이론 및 응용 정보학 연구소, 폴란드 과학 아카데미, Bałtycka 5, 44-100 Gliwice, 폴란드

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추상

열역학 제2법칙은 수행된 작업의 한계를 설정하기 위해 거시적 시스템의 자유 에너지 변화를 사용합니다. Ergotropy는 미시적 시나리오에서 유사한 역할을 하며 단일 작업으로 시스템에서 추출할 수 있는 최대 에너지 양으로 정의됩니다. 이 분석에서 우리는 시스템과 열 수조의 상호 작용의 결과로 시스템에서 얼마나 많은 에르고트로피가 유도될 수 있는지 정량화합니다. 우리는 이러한 방식으로 환경에서 추출할 수 있는 에르고트로피의 양에 대한 근본적인 한계를 제공합니다. 경계는 비평형 자유 에너지 차이로 표현되며 시스템 해밀턴의 무한 차원 한계에서 포화될 수 있습니다. 이러한 포화로 이어지는 에르고트로피 추출 프로세스는 유한 차원 시스템에 대해 수치적으로 분석됩니다. 또한 우리는 개방형 사이클 엔진에 레이블을 붙인 새로운 종류의 스트로크 열 엔진 설계에 환경에서 에르고트로피를 추출한다는 아이디어를 적용합니다. 이러한 기계의 효율성과 작업 생산은 차원 3 및 XNUMX의 시스템에 대해 완전히 최적화될 수 있으며 더 높은 차원에 대한 수치 분석이 제공됩니다.

► BibTeX 데이터

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