近年、最大仕事率で動作する熱機関の効率を求める問題が
再び注目を集めている。1975年にCurzonとAhlbornによる
普遍性をもった効率値(Curzon-Ahlborn効率)の予想があったが[1]、
2005年にBroeckによって少なくとも熱源の温度差が小さい極限では、
Curzon-Ahlborn効率が全ての熱機関の達成できる最大仕事率時の効率
としては上限値であることが線形応答理論を用いて証明された。
熱機関のモデルとしては最も単純なモデルである理想気体の
カルノーサイクルを有限時間に拡張したモデルにおいても、
熱源の温度差が小さい極限で、Curzon-Ahlborn効率が達成される
ことがシミュレーションと理論解析によって示唆されている[3]。
今回のセミナーでは、有限時間で動く理想気体カルノーサイクルの
Onsager係数を実際に計算することにより、このモデルが確かに
上限値であるCurzon-Ahlborn効率を達成するモデルであることを
線形応答理論の観点から示した結果を紹介する。
[1]. F. L. Curzon and B. Ahlborn, Am. J. Phys, 43 (1975) 22.
[2]. C. Van den Broeck, Phys. Rev. Lett, 95 (2005) 190602.
[3]. Y. Izumida and K. Okuda, EPL, 83 (2008) 60003.