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热力学系统

热力学系统英语:Thermodynamic system)是指用于热力学研究的有限宏观区域,是热力学的研究对象。它的外部空间被称为这个系统的环境。一个系统的边界将系统与它的外部隔开。这个边界既可以是真实存在的,也可以是假想出来的,但必须将这个系统限制在一个有限空间里。系统与其环境可以在边界进行物质,功,热或其它形式能量的传递。而热力学系统可以从它的边界(或边界的一部分)所允许的传递类型进行分类。

热力学系统有一系列的状态函数,比如体积,压强,温度等。这些量都是可以通过实验测量的宏观量。这些量的数值共同决定这个系统的热力学状态。一个热力学系统的状态函数通常存在一个或多个函数关系。这些关系可由状态方程表述。平衡热力学不涉及对这些状态函数的通量的研究。因为由热力学平衡的定义可以自然得到,这些函数的通量的值为零。当然,平衡热力学可能会涉及使通量不为零的过程,但在热力学过程进行前,这些过程必需停止。非平...

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热力学系统
历史首先发展热力学系统这一概念是法国物理学家尼古拉·卡诺。在其于1824年发表的《论火的动力》中,他研究了热机中的“工作物质”,例如蒸汽机中的水蒸气。他通过这一称法来表现这类物质在加热时能对外做功的性质。工作物质通常与高、低温热源和活塞(工作物质通过推动它对外做功)接触。1850年,德国物理学家鲁道夫·克劳修斯在这一基础上,增加了工作物质的环境的概念,并将热力学系统称为“做功体”。在其于1850年的一篇手记《关于火的推动力》(OntheMotivePowerofFire)中,他写道:卡诺热机的现代模型,其中热量从高温热源TH通过“工作物质”流向低温热源TC。在这一过程中,工作物质会依靠其体积收缩和膨胀的循环过程对外做机械功W。工作物质可以是任何能传热并能大幅膨胀的流体,例如水蒸气、酒精蒸汽,汞蒸气,这一点在卡诺1824年发表的《论火的动力》已有阐明。而对外做的机械功可以通过推动活塞进而推动...
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