第1个回答 2012-04-19
对于热能工程，热力学系统是简化的热工设备。分析热力学系统可以得到适用于同一类设备的普遍结果，不必计及设备大小、结构等差异。
适当选取热力学系统可以简化问题的分析。例如，炎热夏天打开电冰箱门的时候凉气扑面，是不是可以紧闭门窗让冰箱敞门运行使屋内温度降下来呢？以与屋内空气接触的屋子表面划分系统与外界可以发现，通过边界的相互作用只有两项：一是外界（环境空气）对系统加热，另一是外界向系统输入电能。凭直觉可以看出，系统的能量不断增加，屋内只会更热，不必追究电冰箱在里面起什么作用。如果根据热力学的基本原理来分析，可以做出清晰而规范的表述。
一般在热能工程遇到的问题中，系统与外界的相互作用有三种形式：功、热和物质的传递。按照相互作用中有没有物质传递，系统可以分为闭口系统和开口系统两大类。
闭口系统是与外界之间没有物质传递的系统，例如活塞式汽缸内的气体、屋内的空气整体。闭口系统的质量保持不变，有时也称为控制质量。闭口系统的边界可以是固定的，也可以是活动的；可以是实体，也可以虚构。由可压缩流体构成的闭口系统常称为简单可压缩系统，是工程热力学研究的基本系统。
开口系统是与外界有物质传递的系统。大部分热工程设备有流体流进和流出，可以在流体的进口和出口都用假想的边界把与它相连的其他设备隔离开而构成系统。开口系统通常有相对固定的空间，这个空间范围称为控制体积。
与外界没有热量传递的热力学系统称为绝热系统。与外界既没有物质传递也没有任何能量传递的系统称为孤立系统。它们都是工程热力学研究的一些有代表性的系统。
热源（亦称热库）也是一种热力学系统。
1.1.2 功与热
功与热是能量传递的两种形式。它们的区别在于：功是在力不平衡（压力差）条件下传递机械能；热的作用是在热不平衡（温度差）条件下传递热能。
1.1.3 状态、热力学平衡状态
系统在瞬间的宏观物理状况称为系统的状态。怎样描述和识别系统的状态呢？
如果系统各部分的状况不尽相同，系统的状态无法用少数几个物理量来描述。当系统受到外界作用时，例如汽缸内的气体在活塞移动瞬间，紧邻活塞的气体压力首先升高，汽缸内压力不均衡并且随时间而变化，无法说出它整体的压力数值。当系统没有受到外界的作用而内部仍然存在压力差、温度差、浓度差等不平衡时，系统在一段时间内宏观变化不止，系统的状态也无法用少数几个物理量描述。只有当系统内部一切宏观变化都停止了而达到力、热、化学平衡的时候，系统的状态才能用少数几个物理量来描述。实际上，系统在外界作用停止后，只要经过足够长的时间，最终会达到这种平衡的状态。