Foto-Carnotův motor - Photo-Carnot engine

Tento článek má několik problémů. Prosím pomozte vylepši to nebo diskutovat o těchto otázkách na internetu diskusní stránka. (Zjistěte, jak a kdy tyto zprávy ze šablony odebrat) Tento článek obsahuje seznam obecných Reference, ale zůstává z velké části neověřený, protože postrádá dostatečné odpovídající vložené citace. Prosím pomozte zlepšit tento článek představuji přesnější citace. (Červenec 2014) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) tento článek případně obsahuje původní výzkum. Prosím vylepši to podle ověřování vznesené nároky a přidání vložené citace. Výroky sestávající pouze z původního výzkumu by měly být odstraněny. (Červenec 2014) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

A foto-Carnotův motor je Carnotův cyklus motor, ve kterém je pracovním médiem foton uvnitř dutiny s dokonale odrážejícími stěnami. Záření je pracovní kapalina a píst je poháněn radiační tlak.

Kvantový Carnotův motor je takový, ve kterém jsou atomům v tepelné lázni dány malé množství kvantová koherence. Fáze atomové koherence poskytuje nový kontrolní parametr.^[1]

Hluboká fyzika za druhý zákon termodynamiky není porušena; Kvantový Carnotův motor má nicméně určité vlastnosti, které u klasického motoru nejsou možné.

Derivace

Vnitřní energie motoru photo-Carnot je úměrná objemu (na rozdíl od ekvivalentu ideálního plynu) a 4. výkonu teploty (viz Stefan – Boltzmannův zákon ) použitím ${displaystyle a = {frac {4sigma} {c}}}$ :

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

The radiační tlak je pouze úměrný této 4. síle teploty, ale žádné další proměnné, což znamená, že pro tento foto-Carnotův motor je izoterma ekvivalentní isobaru:

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

Za použití první zákon termodynamiky (${displaystyle dU = dW + dQ}$) můžeme určit práci odvedenou prostřednictvím adiabatika (${displaystyle dQ = 0}$) expanze pomocí pravidla řetězu (${displaystyle dU = varepsilon aT ^ {4} dV + 4varepsilon aVT ^ {3} dT}$) a jeho nastavení na ${displaystyle dW_ {V} = - PdV = - {frac {1} {3}} varepsilon aT ^ {4} dV ,.}$

Kombinace těchto ${displaystyle -dW_ {V} = dU}$ nám dává ${displaystyle - {frac {2} {3}} T ^ {4} dV = 4VT ^ {3} dT}$ které můžeme vyřešit, abychom našli ${displaystyle {frac {V} {T}} = {ext {const}} ,.}$

Jelikož motor photo-Carnot potřebuje kvantovou koherenci v plynu, který se během procesu ztrácí, opětovné sestavení koherence vyžaduje více energie, než kolik je vyrobeno strojem.

Účinnost tohoto reverzibilního motoru, včetně koherence, musí být maximálně Carnotova účinnost, bez ohledu na mechanismus atd ${displaystyle eta leq {frac {T_ {H} -T_ {C}} {T_ {H}}} ,.}$

Viz také

• Carnotův tepelný motor
• Radiometr

Poznámky pod čarou

Další čtení

• Marlan O. Scully, M. Suhail Zubairy, G. S. Agarwal, Herbert Walther (07.02.2003). "Extrakce práce z jedné tepelné lázně prostřednictvím zmizení kvantové koherence". Věda. 299 (5608): 862–864. Bibcode:2003Sci ... 299..862S. doi:10.1126 / science.1078955. PMID  12511655.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
• Zubairy, M. Suhail (2002). „Cyklus Photo-Carnot: Příprava energie pro atomovou koherenci“. Kvantové meze druhého zákona: První mezinárodní konference o kvantových mezích druhého zákona. Sborník konferencí AIP. 643. str. 92–97. Bibcode:2002AIPC..643 ... 92Z. doi:10.1063/1.1523787.

Tento fyzika související článek je a pahýl. Wikipedii můžete pomoci pomocí rozšiřovat to.