文章建立了有限热库驱动热机的统一热力学框架，提出两种运行情景：情景I（顺序耦合）采用循环操作模式，情景II（同时耦合）实现连续稳态运行。通过引入熵温概念，推导出决定熵产生的有效温度表达式。研究发现有限热库能显著提升两态热机的输出功率，其功率增强效应取决于冷/热库的有限性。三态相互作用热机的分析表明，有限热库可使最大功率效率突破Curzon-Ahlborn界限。文章建立了纳米热机在有限热容和非完美热隔离条件下的优化工具，为现实条件下热机设计提供新范式。
文章建立两种基本运行情景：情景I采用循环操作模式，包含两个等温步骤（时长τ₁, τ₂）和瞬时绝热步骤。有限热库通过耦合无限热库实现能量补充，满足τ ≫ τ₁ + τ₂条件。情景II实现连续稳态运行，系统同时接触两个有限热库，其温度演化服从：
\[ C_\nu \frac{d\tilde{T}_\nu}{dt} = -\langle \dot{Q}_\nu \rangle - \kappa_\nu (\tilde{T}_\nu - T_\nu) \]
其中κₓ为热导率。两种情景通过Kramers跃迁速率连接微观动力学与宏观热力学，满足局部细致平衡条件：
\[ \log \frac{\omega_{ij}}{\omega_{ji}} = -\frac{1}{2}(\beta_{ij} + \beta_{ji})\Delta\varepsilon_{ij} \]
针对有限热库的温度涨落特性，文章提出熵温概念描述单轨迹熵产生：
\[ \beta_e^{(v)} = \frac{1}{2}(\beta_{10}^{(v)} + \beta_{01}^{(v)}) \]
推导出情景I的平均熵产生率由有效温度决定：
\[ \langle \dot{\sigma} \rangle = -\sum_\nu \beta_{\text{eff}}^{(\nu)} \langle \dot{Q}_\nu \rangle, \quad \beta_{\text{eff}}^{(\nu)} = p_{0\nu}\beta_{e0}^{(\nu)} + p_{1\nu}\beta_{e1}^{(\nu)} \]
该有效温度解释有限热库的功率增强机制：当冷库有限时，βeff(1) > β₁ 导致有效温差增大；热库有限时则降低温差。
在冷库有限、热库无限配置下，发动机工作区间Δε ∈ [0, (Δε)σ_min]随ρ₁ = ε₁/ℰ₁增大而扩展：(Δε)σ_min ≈ ε(β₁-β₂)/(β₁+β₂) + εβ₁β₂(ρ₁-ρ₂)/(β₁+β₂)²。功率随冷库有限性增强（ρ₁增大或N₁减小）而提升，情景II中则随κₓ减小而下降。
双单元相互作用系统简化为三态模型（态能量：0, εν+Vν, 2εν），功率和热流表达为：
\[ \langle \mathcal{P} \rangle = -(\varepsilon_1 - \varepsilon_2)\mathcal{K}_1 + (V_1 - V_2)\mathcal{K}_2, \quad \langle \dot{Q}_2 \rangle = -(V_2 + \varepsilon_2)\mathcal{J}_1 + (V_2 - \varepsilon_2)\mathcal{J}_2 \]
优化表明：当ε₁/ε₂ = V₁/V₂ = T₁/T₂时实现卡诺效率；有限热库可使最大功率效率ηmP超越Curzon-Ahlborn界限，突破幅度取决于κ₂和V₂/V₁比值。
研究揭示有限热库的热力学效应：情景I通过熵温涨落提升有效温差，情景II则恒定降低有效温差。三态模型证明有限热库通过多热流耦合突破传统效率界限，为纳米热机在非理想条件下的优化提供理论工具。