是的它可能要小得多，才能为你产生一些能量。这个有史以来最小的基于卡诺循环的热机在第一次概念化两年后终于被塑造成现实物理评论信在2014年。在这篇论文中，作者讨论了一种能够在分子水平上运行卡诺循环的新型纳米发动机的可能性。它的效率也被吹捧显著高于我们在热力学101中所教授的传统卡诺循环。在一个引擎仍然是非常糟糕和巨大的世界里，这款纳米引擎激起了同行圈相当多的兴趣，导致了最终的构建。
首先，我们需要重新审视卡诺循环，并理解它的原理作为一个轻微的提醒。卡诺循环是理想的热动力机，其效率是用输出的功除以总热量来计算的输入到系统中。热机利用卡诺循环的概念为我们产生循环机械动力。在这里，热量是通过燃烧化石燃料增加的，包括大量的分子被燃烧并产生能量。
这个纳米发动机和你以前见过的任何发动机都不一样。它使用如下图所示的线性保罗陷阱来处理单个带负电的钙原子。钙原子通常产生一个阳离子(Ca+2)，但在这个纳米发动机中，我们将其作为一个阴离子使用。当原子被放置在阱内(如下图所示)时，它从负极受到一个大的静电力。激光充当热热源，使原子向负场加速。两个负极相互排斥，因此，热能在原子中被诱导，并推动它到发动机较大的一侧。之后，原子通过多普勒冷却在另一个激光的帮助下冷却，这个激光实际上是系统的冷库，把它带回原始位置。在这个发动机中，原子本质上就是发动机和燃料本身。由此产生的循环也会使它产生难以置信的强烈振动，就像任何发动机一样。
尽管整个引擎看起来毫无意义，但在研究人员看来并非如此，因为他们已经想到了下一步要做什么。Roßnagel是这样说的如果你想象你把第二个离子位于较冷的一侧，它可以吸收发动机的机械能，就像(汽车发动机中的)飞轮一样，”因此可以利用发动机的能量。它也没有卡诺的限制，限制了卡诺传统应用的效率。在这里，它超过了两倍以上，因此它可能预示着发动机的光明未来。效率的增加是由于在热力学循环的不同阶段，原子的大小不同造成的。这种尺寸的变化使它像某种增压器一样，通过让更多的增压燃料进入发动机来提高效率。
由于这一显著的发展，纳米发动机能够产生一种功率3.4 × 10 ^-22焦耳每秒考虑到一个钙原子的质量是6.3 x 10^-23克，这是相当多的。令人惊异的,是吧?
但为了确保，热机永远不会违反热力学定律也永远不会。许多学生对这些定律感到困惑，认为可以绕过或愚弄这些定律来制造更高效的发动机，但在这里情况完全不是这样。它只是一台在运行过程中会改变形状的发动机，这给了它一个优势，这意味着根据它所基于的热力学循环，它有更大的动力。热力学定律就像万有引力和核力。它们是真实的，我们只能寻找漏洞来促进我们的最终需求，但它们是存在的。我们对此无能为力!
