量子斯特林循环中的再生热力学代价
该研究团队在标准弱耦合马尔可夫开放量子系统框架下,研究了可再生的量子斯特林热机循环。研究指出,在简化的开放系统描述中,再生过程并非热力学免费的,研究人员通过相应修改循环效率,将所需功输入视为明确的再生成本。团队考察了两种工作物质——单个自旋1/2粒子与一对相互作用的自旋1/2粒子——并通过采用卡诺热泵极限设定的最小再生成本值来分析循环性能。作为对照,该工作还分析了相同条件下无再生过程的传统斯特林循环。研究发现:在免费再生假设下报道的超卡诺效率,一旦计入再生成本就会消失——修正后的效率虽仍高于传统斯特林循环,但始终低于卡诺极限。对于传统斯特林循环,该工作利用量子相对熵给出了严格的卡诺极限;而对于再生循环,研究人员推导出保证热力学一致性的再生成本充分下界。最后,该团队为未来研究提出了三种候选量子再生器模型。
量科快讯
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