Фото-двигатель Карно - Photo-Carnot engine

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) Эта статья включает в себя список общих Рекомендации, но он остается в основном непроверенным, потому что ему не хватает соответствующих встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшать эта статья введение более точные цитаты. (Июль 2014 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) Эта статья возможно содержит оригинальные исследования. Пожалуйста Улучши это к проверка заявленные претензии и добавление встроенные цитаты. Заявления, содержащие только оригинальные исследования, следует удалить. (Июль 2014 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

А фото-двигатель Карно это Цикл Карно двигатель, в котором рабочим телом является фотон внутри полости с идеально отражающими стенками. Радиация рабочая жидкость, а поршень приводится в движение радиационное давление.

Квантовый двигатель Карно - это двигатель, в котором атомам в термостате дается небольшая часть квантовая когерентность. Фаза атомной когерентности обеспечивает новый управляющий параметр.^[1]

Глубокая физика, лежащая в основе второй закон термодинамики не нарушается; тем не менее, квантовый двигатель Карно обладает некоторыми особенностями, которые невозможны в классическом двигателе.

Вывод

Внутренняя энергия двигателя фото-Карно пропорциональна объему (в отличие от эквивалента идеального газа), а также 4-й степени температуры (см. Закон Стефана – Больцмана ) с помощью ${displaystyle a = {frac {4sigma} {c}}}$ :

${displaystyle U = Vvarepsilon aT ^ {4} ,.}$

В радиационное давление пропорциональна только этой 4-й степени температуры, но никаким другим переменным, что означает, что для этого двигателя фото-Карно изотерма эквивалентна изобаре:

${displaystyle P = {frac {U} {3V}} = {frac {varepsilon aT ^ {4}} {3}} ,.}$

С использованием первый закон термодинамики (${displaystyle dU = dW + dQ}$) мы можем определить проделанную работу через адиабатический (${displaystyle dQ = 0}$) расширение с помощью цепного правила (${displaystyle dU = varepsilon aT ^ {4} dV + 4varepsilon aVT ^ {3} dT}$) и установив его равным ${displaystyle dW_ {V} = - PdV = - {frac {1} {3}} varepsilon aT ^ {4} dV ,.}$

Объединяя эти ${displaystyle -dW_ {V} = dU}$ дает нам ${displaystyle - {frac {2} {3}} T ^ {4} dV = 4VT ^ {3} dT}$ который мы можем решить, чтобы найти ${displaystyle {frac {V} {T}} = {ext {const}} ,.}$

Поскольку двигателю фото-Карно требуется квантовая когерентность в газе, которая теряется во время процесса, восстановление когерентности требует больше энергии, чем вырабатывается машиной.

Эффективность этого обратимого двигателя, включая когерентность, должна в лучшем случае соответствовать эффективности Карно, независимо от механизма и т. ${displaystyle eta leq {frac {T_ {H} -T_ {C}} {T_ {H}}} ,.}$

Смотрите также

• Тепловой двигатель Карно
• Радиометр

Сноски

дальнейшее чтение

• Марлан О. Скалли, М. Сухайль Зубайри, Г. С. Агарвал, Герберт Вальтер (07.02.2003). «Извлечение работы из одной тепловой ванны с помощью исчезающей квантовой когерентности». Наука. 299 (5608): 862–864. Bibcode:2003Наука ... 299..862S. Дои:10.1126 / science.1078955. PMID  12511655.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
• Зубайри, М. Сухайль (2002). «Цикл Фото-Карно: энергия подготовки к атомной когерентности». Квантовые пределы второго закона: Первая международная конференция по квантовым пределам второго закона. Материалы конференции AIP. 643. С. 92–97. Bibcode:2002AIPC..643 ... 92Z. Дои:10.1063/1.1523787.

Этот физика -связанная статья является заглушка. Вы можете помочь Википедии расширяя это.