第一节 热力系统

根据研究工作的需要,人为划定的热力学研究对象称为热力系统,简称“系统”或“热力系”,如图1-1所示。热力系以外的物质称为外界。热力系与外界的分界面称为边界。系统的边界可以是真实的[如图1-1(a)中气缸内壁和活塞内壁可以认为是真实存在的边界],也可以是假想的[如图1-1(b)中进口截面和出口截面是假想的边界];可以是固定不变的[图1-1(b)],也可以是变动的[图1-1(a)中活塞移动时边界发生变化]。

图1-1 热力系统

一般来说,系统和外界之间总会有相互作用关系。此作用关系有能量交换和物质交换,能量交换又有热量交换和功量交换。按系统与外界之间的作用情况可把热力系统分为:

(1)闭口系统和开口系统。与外界没有任何物质交换的热力系统称为闭口系统,简称“闭口系”,如图1-1(a)所示。与外界有物质交换的热力系统称为开口系统,简称“开口系”,如图1-1(b)所示。

(2)绝热系统和非绝热系统。与外界无热量交换的热力系统称为绝热系统,简称“绝热系”;否则称为非绝热系统或非绝热系。

(3)孤立系统和非孤立系统。与外界既无物质交换又无能量交换(包括热量交换和功量交换)的热力系统称为孤立系统,简称“孤立系”;否则称为非孤立系统或非孤立系。

另外,还有一些特殊的系统:具有无限大热容量的系统,它们在放出和吸收有限热量时不改变系统自身的温度,称之为热源,如高温热源和低温热源;热功转换是通过工质膨胀实现的系统称为简单可压缩系统。