热力学系统是热力学研究的核心对象，其定义和特性可归纳如下：

一、基本定义

热力学系统是由大量微观粒子（如分子、原子）组成的 有限宏观物质体系，其研究重点在于宏观状态参量（如温度、压强、体积）随时间的变化规律。系统的外部空间称为 环境，两者之间的分界面称为 边界，边界可以是实际存在的（如容器壁）或假想存在的。

二、系统分类

根据与外界的交换情况，热力学系统可分为以下三类：

开放系统：

与外界既有能量交换又有物质交换（如加热气体时容器内气体与空气交换热量和分子）；

封闭系统：

与外界只有能量交换（如理想气体的绝热膨胀）；

孤立系统：

与外界既无能量交换又无物质交换。

三、关键特性

状态参量：

通过压强、体积、温度等参量描述系统状态，例如理想气体的状态可完全由$PV=nRT$描述；

平衡态：

当系统满足热动平衡（温度均匀）、力学平衡（边界固定）、相平衡（无相变）和化学平衡时，称为热力学平衡态；

研究范围：

不涉及微观结构，仅通过宏观状态变化分析能量转换和物质传递规律。

四、应用与意义

热力学系统为工程热力学、化学工程、材料科学等领域提供理论基础，例如发动机效率分析、相变过程设计等。通过建立状态方程（如热力学第一定律、第二定律），可预测系统行为并优化设计。

综上，热力学系统是热力学分析的抽象模型，通过宏观视角揭示物质能量转换的本质规律。