孤立系统是热力学中一个重要的概念，其定义和特性如下：

一、基本定义

孤立系统是指 与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。这意味着系统内的所有变化完全由系统内部因素引起，不受外界影响。

二、特性与实例

封闭系统的扩展定义

在热力学中，孤立系统是封闭系统的极限情况。封闭系统仅允许能量交换（如热量传递），但允许物质交换。例如，一个密封容器内的气体系统，若无气体进出，则可视为封闭系统；若完全密封且无热量交换，则为孤立系统。

现实中的近似模型

真实世界中不存在绝对的孤立系统。例如，地球可近似为孤立系统（忽略与宇宙其他部分的能量交换），但严格来说，由于万有引力的存在，地球仍与宇宙整体存在能量交换。

与其他系统的区别

- 开放系统：

允许物质和能量交换，如生物体与环境。

- 闭口系统：仅允许能量交换（如保温瓶中的水），但允许物质交换。

三、状态变化与能量守恒

孤立系统内的状态变化完全由内部相互作用和能量转移驱动，符合能量守恒定律。例如，晶体在恒温恒压下熔化，吸收的热量用于破坏晶格结构，系统能量保持不变。

四、应用与意义

孤立系统的概念在理论物理、化学和工程领域有重要应用，例如：

理论物理中用于研究量子力学中的原子和分子系统；

工程设计中用于优化能量利用效率（如绝热材料的研究）。

综上，孤立系统是热力学中理想化的概念，用于描述完全封闭且与外界无交互作用的系统，其研究有助于深入理解能量转换和物质运动的本质。