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体系和环境

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:宇宙间各事物总是相互联系的,当人们用热力学研究问题时,为了研究问题的方便,将一部分物质和周围其他物质人为划分开来作为研究对象,这一部分物质被称为“体系”;将体系之外并与体系密切联系的其余部分称为“环境”。在体系和环境之间,有一个边界,这个边界可以是实在的物理界面,也可以是虚构的界面。热力学主要研究的是封闭体系。通常认为,环境的温度和压力是恒定不变的,并规定298.15K为环境温度,标准大气压为环境压力。

宇宙间各事物总是相互联系的,当人们用热力学研究问题时,为了研究问题的方便,将一部分物质和周围其他物质人为划分开来作为研究对象,这一部分物质被称为“体系(system)”(或物系、系统);将体系之外并与体系密切联系的其余部分称为“环境(sur-rounding)”。在体系和环境之间,有一个边界,这个边界可以是实在的物理界面,也可以是虚构的界面。

根据体系和环境间物质和能量的交换关系,通常将体系分为以下三种类型:

(1)敞开体系(open system):体系与环境间既有物质交换,又有能量交换。

(2)封闭体系(closed system):体系与环境间没有物质交换,只有能量交换。

(3)孤立体系(isolated system):体系与环境间既没有物质交换,也没有能量交换。

例如,在一敞口杯中盛满热水,以热水为体系,杯子和周围空气为环境,在热水降温的过程中,体系向环境放出热能,同时又不断地有水分子变为水蒸气逸出,该过程既有能量交换,又有物质交换,是一个敞开体系;若在杯子上加一个不让水蒸发出去的盖子,则避免了体系与环境间的物质交换,但仍有能量的交换,于是得到一个封闭体系;若将杯子换成一个理想的保温瓶,则体系与环境之间既没有物质交换,也没有能量交换,就得到一个孤立体系。

热力学主要研究的是封闭体系。通常认为,环境的温度和压力是恒定不变的,并规定298.15K为环境温度,标准大气压(figure_0041_0050=100kPa)为环境压力。

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