Термодинамическая система. Исследования в термодинамике начинают с выделения ограниченной области пространства, подлежащей рассмотрению

Исследования в термодинамике начинают с выделения ограниченной области пространства, подлежащей рассмотрению. Все содержимое выделенной области назовем термодинамической системой. Все что находится за пределами границ выделенного пространства, называется внешней средой. Некоторая часть внешней среды может быть выделена как другая система.

Система отделяется от внешней среды материальной или воображаемой ограничивающей поверхностью - границей, которую наделяют идеализированными свойствами по проницаемости вещества и энергии. Границы закрытой термодинамической системы непроницаемы для вещества, поэтому его количество постоянно, но объем может меняться, при условии, что границы системы подвижны. Например, газ, содержащийся в цилиндре (рис. 1.1), образует закрытую систему. При перемещении поршня, плотно прилегающего к внутренним стенка цилиндра, границы системы и объем газа можно изменить, однако количество газа остается постоянным.

Если границы системы проницаемы для вещества, то такая система называется открытой. В технике открытые системы имеют определенные пространственные границы, омываемые одним или несколькими потоками вещества. Такая открытая термодинамическая система называется по Прандтлю

Рис. 1.1. Газ в цилиндре как пример закрытой

термодинамической системы

контрольным пространством. Примером открытой системы является теплообменник, имеющий определенную границу - балансовый контур, (рис.1.2.).

Если границы системы не только непроницаемы для вещества, но и препятствуют другим взаимодействиям (например, обмену энергией) между системой и внешней средой, то говорят об изолированной системе.

Рис. 1.2. Теплообменник с потоками вещества А и В

как пример открытой системы (контрольного пространства)

Изолированной оказывается система, взаимодействующая со своей внешней средой, если она вместе с этой средой включена в расширенную изолированную систему, границы которой не допускают сколько-либо заметных, поддающихся измерениям воздействий. Подобное объединение многих систем в одну изолированную систему является примером фактически произвольного (свободного) выбора границ системы.