Maximal power for heat engines: Role of asymmetric interaction times

Autor(es)

Harunari, Pedro E. ^[1] ; Filho, Fernando S. ^[1] ; Fiore, Carlos E. ^[1] ; Rosas, Alexandre ^[2]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Inst Fis, BR-05508090 Sao Paulo, SP - Brazil

^[2] Univ Fed Paraiba, Dept Fis, CCEN, Caixa Postal 5008, BR-58059900 Joao Pessoa, Paraiba - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: PHYSICAL REVIEW RESEARCH; v. 3, n. 2 JUN 9 2021.
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Resumo

The performance of endoreversible thermal machines operating at finite power constitutes one of the main challenges of nonequilibrium classical and quantum thermodynamics, engineering, and others. We introduce the idea of adjusting the interaction time asymmetry in order to optimize the engine performance. We consider one of the simplest thermal machines, composed of a quantum dot interacting sequentially with two different reservoirs of heat and particles. Distinct optimization protocols are analyzed in the framework of stochastic thermodynamics. Results reveal that asymmetric interaction times play a fundamental role in enhancing the power output and that maximizations can provide an increase of more than 25% compared with the symmetric case. As an extra advantage, efficiencies at maximum power are slightly greater than the endoreversible Curzon-Ahlborn efficiency for a broad range of reservoir temperatures. (AU)

• Processo FAPESP: 18/02405-1 - Desordem temporal e produção de entropia em sistemas irreversíveis com simetria de inversão
• Beneficiário: Carlos Eduardo Fiore dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 20/03708-8 - Termodinâmica efetiva (spin-off: física da reversão temporal)
• Beneficiário: Pedro Eduardo Harunari
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 17/24567-0 - Transição de fase, desordem temporal e produção de entropia em sistemas com simetria de inversão
• Beneficiário: Pedro Eduardo Harunari
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto