[科普中国]-热力学系统

系统分类

根据系统与外界相互作用的情况可对系统进行分类：与外界没有任何相互作用的系统称为孤立系统；与外界有能量交换但没有物质交换的系统称为封闭系统，简称闭系；与外界既有能量交换又有物质交换的系统称为开放系统，简称开系。还可以根据组成系统的物质的化学性质对系统进行分类：由一种化学纯的物质构成的热力学系统称为单元系，因为它只含有一种化学组分，也就是只有一种分子；由两种或两种以上的化学组分构成的系统称为多元系。也可根据系统各部分的性质对系统定义：各部分的所有性质完全一样的系统称为均匀系，又称单相系 ；当系统的各部分的性质有差异时，称此种系统为非均匀系；如果整个系统是不均匀的，但可分成若干个均匀的部分，则称为复相系（见相和相变）。1

严格意义上的封闭系统、孤立系统在自然界是不存在的。它们作为特定的分析对象而被引用只是一种近似，其目的是使问题在研究时得以简化。1

人为选择由于不可能将系统与环境完全隔离开，而隔离的材料不可能是绝对不传热、不导电、不透光的，因此不存在绝对的孤立系统。在处理具体热力学问题时，为了使问题简化，可忽略一些不重要的因素而近似地把系统视为孤立系统。2
系统与环境的选择是人为的。同一个热力学问题，如果系统选得恰当，往往能使问题解决起来方便简捷。例如，在一个内部装有电阻丝的绝热密闭容器中盛有氢气和氧气的混合物，当此容器通电后，氢和氧便发生反应，生成水蒸气。对此问题进行热力学处理时，若选容器及其中所含物质为系统，则为封闭系统；若连同电源一起选为系统，则为孤立系统。系统的这种人为选择完全是为了处理问题的方便，而不是系统和环境本身有什么本质上的不同。2