Optimal finite-time heat engines under constrained control

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F22%3A10454896" target="_blank" >RIV/00216208:11320/22:10454896 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=LN8-m794-n" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=LN8-m794-n</a>

DOI - Digital Object Identifier

<a href="http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevResearch.4.043130" target="_blank" >10.1103/PhysRevResearch.4.043130</a>

Jazyk výsledku

angličtina

Název v původním jazyce

Optimal finite-time heat engines under constrained control

Popis výsledku v původním jazyce

We optimize finite-time stochastic heat engines with a periodically scaled Hamiltonian under experimentally motivated constraints on the bath temperature T and the scaling parameter lambda. We present a general geometric proof that maximum-efficiency protocols for T and lambda are piecewise constant, alternating between the maximum and minimum allowed values. When lambda is restricted to a small range and the system is close to equilibrium at the ends of the isotherms, a similar argument shows that this protocol also maximizes output power. These results are valid for arbitrary dynamics. We illustrate them for an overdamped Brownian heat engine, which can experimentally be realized using optical tweezers with stiffness lambda.

Název v anglickém jazyce

Optimal finite-time heat engines under constrained control

Popis výsledku anglicky

We optimize finite-time stochastic heat engines with a periodically scaled Hamiltonian under experimentally motivated constraints on the bath temperature T and the scaling parameter lambda. We present a general geometric proof that maximum-efficiency protocols for T and lambda are piecewise constant, alternating between the maximum and minimum allowed values. When lambda is restricted to a small range and the system is close to equilibrium at the ends of the isotherms, a similar argument shows that this protocol also maximizes output power. These results are valid for arbitrary dynamics. We illustrate them for an overdamped Brownian heat engine, which can experimentally be realized using optical tweezers with stiffness lambda.

Druh

J_imp - Článek v periodiku v databázi Web of Science

CEP obor

—

OECD FORD obor

10300 - Physical sciences

Projekt

<a href="/cs/project/GC20-02955J" target="_blank" >GC20-02955J: Dynamika a termodynamika umělých a přírodních aktivních systémů se zpožděním</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2022

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Physical Review Research [online]

ISSN

2643-1564

e-ISSN

2643-1564

Svazek periodika

4

Číslo periodika v rámci svazku

4

Stát vydavatele periodika

US - Spojené státy americké

Počet stran výsledku

12

Strana od-do

043130

Kód UT WoS článku

000891294600003

EID výsledku v databázi Scopus

2-s2.0-85144610862