亲子之家网—你身边的文案专家

亲子之家网—你身边的文案专家

工程热力学中什么是系统

59

在工程热力学中, 系统是指人为划分的、作为研究对象的特定物质或空间。其定义和分类如下:

一、系统的定义

系统是热力学中根据研究需求,从周围环境中分离出来的具有明确边界的物质或空间。例如,热机中的工质、反应器内的反应物等都可以作为系统的研究对象。

二、系统的分类

根据系统与外界的交换情况,系统可分为以下三类:

闭口系统

与外界无物质交换,但允许能量(如热量、功)传递。例如,封闭容器中的气体,其质量保持不变,但可能发生温度或压力的变化。

开口系统

与外界既有能量交换又有物质交换。例如,蒸汽锅炉系统,蒸汽对外做功的同时,水蒸气会与外界交换热量和水分。

绝热系统

与外界无热量交换,但允许物质和能量传递。例如,保温容器中的气体,其温度可以变化,但热量保持不变。

孤立系统

与外界既无能量交换也无物质交换。例如,真空容器中的气体,其状态完全由初始条件决定。

三、关键概念补充

边界:

系统与外界的分界面,可以是实际存在的(如容器壁)或假想的(如理想化界面)。

状态参数:描述系统宏观特性的物理量,如温度、压力、比容等。

平衡状态:系统在力学和热力学上均达到稳定状态的条件,需同时满足能量守恒和动量守恒。

四、状态与平衡

状态参数用于描述系统在某一瞬间的宏观特性,而平衡状态是系统达到稳定条件的结果。例如,理想气体的状态可通过状态参数完全确定,且满足理想气体定律。

通过以上分类和概念,工程热力学能够系统地分析能量转换和传递过程,为工程应用提供理论基础。