基于光子熵分析的光功率系统理论最大效率的推广公式
摘要：光功率系统在辐射温度方面的理论最大能效问题仍然存在未解之谜。其中一个原因可能是对平衡和可逆性的混淆。因此，本研究仅基于可逆性对光功率系统进行了熵分析，而无需借助辐射温度的概念。结果表明，诱导温度与辐射的有效温度$T\_D$($lambda$)相一致，前提是其固体角$Omega$为4$pi$，偏振度P为0。使用这个公式可以进行一些无法利用辐射温度进行的定量分析。作为例子，本文介绍了考虑光化学反应引起的熵变的准卡诺效率的公式，并介绍了在任意$Omega$和P的辐射下的几种量的公式。此外，本文还提出了一个更一般的$eta\_{max}$公式，适用于吸收速率为非单色光的光功率系统，在黑体辐射情况下填补了Carnot效率$eta\_{C}$=1-$T\_{out}$/$T\_{in}$和Spanner效率$eta\_{S}$=1-4/3$T\_{out}$/$T\_{in}$之间的差距。最后，证明了太阳辐射从太阳到地球大气层之上的总熵保持在原始值上，因为由于稀释而产生的构型空间熵的增加完全被由于固体角$Omega$的减少而产生的动量空间熵的减少所抵消。
作者：Tetsuo Yabuki
论文ID：2307.08223
分类：Statistical Mechanics
分类简称：cond-mat.stat-mech
提交时间：2023-07-28