反饋控制或局域平衡熱機的性能研究.pdf

1、量子熱機利用量子物質(zhì)作為工質(zhì)來做功。因為工質(zhì)的量子特點,量子熱機會有一些新奇的性能。例如在一些情況下，量子熱機可以超越經(jīng)典熱力學(xué)循環(huán)的做功極限，同樣也可以超越經(jīng)典卡諾循環(huán)的效率。量子熱機提供了一個很好的模型體系來學(xué)習(xí)熱力學(xué)和量子力學(xué)的關(guān)系。同時可以重點關(guān)注經(jīng)典和量子熱力學(xué)系統(tǒng)之間的不同，幫助明白熱力學(xué)過程中的量子到經(jīng)典的過渡問題。
　　本文提出了幾種熱機模型。導(dǎo)出了相關(guān)熱力學(xué)參數(shù)的表達(dá)式，進(jìn)而分析其熱力學(xué)性能并進(jìn)行性能優(yōu)化，最后得

2、出一些結(jié)論。
　　第一章主要介紹了量子熱機的一些研究背景。
　　第二章介紹了一些物理知識和相關(guān)計算方法。
　　第三章提出了一個循環(huán)過程涉及一個特定的反饋的奧拓?zé)釞C，并且理論分析了反饋的影響。用隨機熱力學(xué)來確定熱機的性能特點，并且指出了其最大功率超越卡諾值的可能性。受反饋影響的最大功率下的效率的解析表達(dá)式可以回歸到之前推導(dǎo)出的不含反饋的熱機的情況。
　　第四章分析了一個一般的量子熱機模型，其一個循環(huán)包含兩個絕熱過程

3、兩個熱傳輸過程，它的工質(zhì)是由諧振子或者自旋系統(tǒng)構(gòu)成。在研究的過程中用量子主方程體系來描述工質(zhì)與熱源接觸的時候的熱流。將局域平衡描述應(yīng)用到工作在線性響應(yīng)體系的熱機循環(huán)中，并且導(dǎo)出效率和功率的表達(dá)式。通過分析單個循環(huán)的熵產(chǎn)率，定義有線性聯(lián)系的熱力學(xué)流和熱力學(xué)力，通過最大化輸出功，發(fā)現(xiàn)這樣的熱機滿足強耦合條件，并且最大功率下的效率與被認(rèn)為是線性響應(yīng)體系下的上限的Curzon-Alhorn效率吻合。
　　第五章主要是給出了本文的結(jié)論并且討