熱力學系統

熱力學系統

熱力學系統是指由大量微觀粒子組成,並與其周圍環境以任意方式相互作用著的巨觀客體。熱力學的研究對象,簡稱系統,或熱力系、熱力系統。它不僅是巨觀的,而且是有限的。熱力系與環境之間的界限稱為分界面。分界可以是真實的或虛擬的 ,固定的或移動的。一般把系統的周圍環境稱為系統的外界或簡稱外界。

基本介紹

  • 中文名:熱力學系統
  • 外文名:thermodynamical system
  • 學科:熱力學
  • 特徵:由微觀粒子組成並與環境相互作用
系統分類,人為選擇,

系統分類

根據系統與外界相互作用的情況可對系統進行分類:與外界沒有任何相互作用的系統稱為孤立系統;與外界有能量交換但沒有物質交換的系統稱為封閉系統,簡稱閉系;與外界既有能量交換又有物質交換的系統稱為開放系統,簡稱開系。還可以根據組成系統的物質化學性質對系統進行分類:由一種化學純的物質構成的熱力學系統稱為單元系,因為它只含有一種化學組分,也就是只有一種分子;由兩種或兩種以上的化學組分構成的系統稱為多元系。也可根據系統各部分的性質對系統定義:各部分的所有性質完全一樣的系統稱為均勻系,又稱單相系 ;當系統的各部分的性質有差異時,稱此種系統為非均勻系;如果整個系統是不均勻的,但可分成若干個均勻的部分,則稱為復相系(見相和相變)。
嚴格意義上的封閉系統、孤立系統在自然界是不存在的。它們作為特定的分析對象而被引用只是一種近似,其目的是使問題在研究時得以簡化。

人為選擇

由於不可能將系統與環境完全隔離開,而隔離的材料不可能是絕對不傳熱、不導電、不透光的,因此不存在絕對的孤立系統。在處理具體熱力學問題時,為了使問題簡化,可忽略一些不重要的因素而近似地把系統視為孤立系統。
系統與環境的選擇是人為的。同一個熱力學問題,如果系統選得恰當,往往能使問題解決起來方便簡捷。例如,在一個內部裝有電阻絲絕熱密閉容器中盛有氫氣氧氣的混合物,當此容器通電後,便發生反應,生成水蒸氣。對此問題進行熱力學處理時,若選容器及其中所含物質為系統,則為封閉系統;若連同電源一起選為系統,則為孤立系統。系統的這種人為選擇完全是為了處理問題的方便,而不是系統和環境本身有什麼本質上的不同。

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