如何在两个黑洞间建造热机：从2023年CPhO决赛题说起

马宇翰

doi:10.16854/j.cnki.1000-0712.230398

大学物理 >

2024 , Vol. 43 >Issue 02: 27

DOI: https://doi.org/10.16854/j.cnki.1000-0712.230398

教学讨论

如何在两个黑洞间建造热机：从2023年CPhO决赛题说起

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1.北京师范大学物理学系，北京 100875；2.中国工程物理研究院研究生院，北京100193

马宇翰，四川成都人，（1994.11-），博士，北京师范大学物理学系讲师，入选2021年度国家“博新计划”.E-mail：yhma@bnu.edu.cn

收稿日期: 2023-11-02

修回日期: 2023-12-25

网络出版日期: 2024-03-22

基金资助

本研究受到国家自然科学基金（No.12305037）和中央高校基本科研业务费专项资金(No.2023NTST017)的资助.

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How to build a heat engine between two black holes: Starting from the 2023 CPhO problems

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1. Department of Physics, Beijing Normal University, Beijing 100875, China;
2. Graduate School of China Academy of Engineering Physics, Beijing 100193, China

Received date: 2023-11-02

Revised date: 2023-12-25

Online published: 2024-03-22

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摘要

2023年全国中学生物理竞赛决赛理论第五题涉及黑洞热力学. 本文在介绍黑洞热力学基本背景的基础上，结合笔者的研究经验，分析黑洞间热力学循环的特征，最后概述与此相关的有限系统热力学与统计物理领域的部分前沿问题的研究进展.

关键词： 黑洞热力学; 全国中学生物理竞赛; 霍金辐射; 有限系统热力学

本文引用格式

马宇翰 . 如何在两个黑洞间建造热机：从2023年CPhO决赛题说起[J]. 大学物理, 2024 , 43(02) : 27 . DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230398

Abstract

The theoretical fifth problem in the final round of the 2023 Chinese Physics Olympiad (CPhO) involves black hole thermodynamics. In this paper, we provide an introduction to the background of black hole thermodynamics and further analyze the characteristics of thermodynamic cycles between black holes based on our research experience. Finally, we summarize some recent research progress in the field of finite system thermodynamics and statistical physics relevant to this topic.

Key words： black hole thermodynamics; Chinese Physics Olympiad; Hawking radiation; finite system thermodynamics

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