[科普中国]-闭口系统

简介

闭口系统是指没有和外界发生物质交换的热力学系统，有时又称为控制质量系统。闭口系统的质量保持恒定，取系统时应把所研究的物质都包括在边界内。

如图，工质在气缸中受热膨胀而推动活塞及重物做功。这时，若取工质为一个热力学系统，而取活塞、重物及热源为外界，则当系统膨胀对外界做功时，系统的边界随活塞一起移动，没有任何物质穿越边界进入或离开系统，因而这个热力学系统为闭口系统。闭口系统中包含的物质是固定的，故也称闭口系统为控制质量。1

闭口系热力学第一定律闭口系热力学第一定律能量方程式为：

其中，w为系统对外所作的功而非膨胀功。

对常见的简单可压缩系统，只对外作膨胀功（体积功）而不作其他形式的功，则闭口系统的热力学第一定律表达式2为：

及

闭口系统终压相同时，可逆绝热膨胀过程对外所作的功即膨胀功等于热力学能降；不可逆绝热膨胀过程对外所作的功等于热力学能降，这个功仅是膨胀功的一部分。