Thermodynamic bounds and general properties of optimal efficiency and power in linear responses
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Notice bibliographique
Résumé
We study the optimal exergy efficiency and power for thermodynamic systems with an Onsager-type "current-force" relationship describing the linear response to external influences. We derive, in analytic forms, the maximum efficiency and optimal efficiency for maximum power for a thermodynamic machine described by a N×N symmetric Onsager matrix with arbitrary integer N. The figure of merit is expressed in terms of the largest eigenvalue of the "coupling matrix" which is solely determined by the Onsager matrix. Some simple but general relationships between the power and efficiency at the conditions for (i) maximum efficiency and (ii) optimal efficiency for maximum power are obtained. We show how the second law of thermodynamics bounds the optimal efficiency and the Onsager matrix and relate those bounds together. The maximum power theorem (Jacobi's Law) is generalized to all thermodynamic machines with a symmetric Onsager matrix in the linear-response regime. We also discuss systems with an asymmetric Onsager matrix (such as systems under magnetic field) for a particular situation and we show that the reversible limit of efficiency can be reached at finite output power. Cooperative effects are found to improve the figure of merit significantly in systems with multiply cross-correlated responses. Application to example systems demonstrates that the theory is helpful in guiding the search for high performance materials and structures in energy researches.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle