孤立體系（孤立體系）

背景知識

體系與環(huán)境

體系：在科學(xué)研究時必須先確定研究對象，把一部分物質(zhì)與其余分開，這種分離可以是實際的，也可以是想像的。這種被劃定的研究對象稱為體系。也可以稱為物系或系統(tǒng)。

環(huán)境：與體系密切相關(guān)，有相互作用或影響所能及的部分稱為環(huán)境。

孤立體系

孤立體系

具體解釋

任何能量或質(zhì)量都不能進入或者離開一個孤立系統(tǒng)，只能在系統(tǒng)內(nèi)移動。除了把整個宇宙視為一體之外，孤立系統(tǒng)并不存在于現(xiàn)實之中。但是，在一定次數(shù)內(nèi)，有些真實系統(tǒng)的行為近乎于孤立系統(tǒng)。因而，孤立系統(tǒng)的概念可以作為真實情況的一個近似模型。在建立以數(shù)學(xué)模型描述一些自然現(xiàn)象時，孤立系統(tǒng)是個可被接受的模型。孤立系統(tǒng)的能量守恒，粒子數(shù)也同時守恒。

模型介紹

可被近似于孤立系統(tǒng)的模型包括：

1.太陽系內(nèi)的太陽以及行星

2.氫原子內(nèi)的質(zhì)子以及電子（在某情況下氫原子會被電磁輻射激發(fā)）

3.由堅固的不導(dǎo)熱壁包裹的氣體或者液體

在檢證熱力學(xué)第二定律中的熵增加的假設(shè)時，玻爾茲曼所用的方程便假設(shè)了系統(tǒng)是孤立的。

重要性介紹

在熱力學(xué)體系中，通常把溫度、壓力、體積、密度等宏觀物理量稱為體系的性質(zhì)。按其特征可將體系的性質(zhì)分為兩種類型：

1）廣度性質(zhì)（extensive property）: 量值與體系中物質(zhì) 的數(shù)量成正比，所以又稱容量性質(zhì)。比如物質(zhì)的體積、質(zhì)量、熱容量以及隨后將介紹的熱力學(xué)能和焓等都是廣度性質(zhì)。廣度性質(zhì)具有加和性。

2）強度性質(zhì)（intensive property）: 量值取決于體系的 自身特性，與體系中物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)，不具有加和性。比如溫度、壓力、濃度、密度、粘度等即都是體系的強度性質(zhì)。強度性質(zhì)不具有加和性。

（1）體系的狀態(tài)確定，體系的各種性質(zhì)即所有的狀態(tài)函數(shù)也都確定，反之亦然。

（2）當(dāng)體系的狀態(tài)發(fā)生變化，體系的狀態(tài)函數(shù)也變化，但不一定所有的狀態(tài)函數(shù)都變化，如定溫、定壓過程。

（3）反過來，當(dāng)體系有一個狀態(tài)函數(shù)發(fā)生變化，體系的狀態(tài)一定發(fā)生變化。

知識擴展

其他兩種熱力學(xué)常用的假象體系：

敞開系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換；經(jīng)典熱力學(xué)不研究敞開系統(tǒng)；

封閉系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間無物質(zhì)交換，但有能量交換；經(jīng)典熱力學(xué)最為廣泛研究的系統(tǒng)；