Термодинамическая система

Термодинамическая система — это тело или совокупность тел, мысленно выделенных для изучения обмена энергией и веществом. Всё, что не входит в систему, называют окружающей средой.

Граница системы может быть реальной или воображаемой. Например, стенки сосуда — реальная граница, а мысленная поверхность вокруг воздуха в комнате — воображаемая. Через границу возможны передача теплоты, совершение работы и переход вещества.

• Открытая система обменивается с окружающей средой и энергией, и веществом. Пример — кипящая кастрюля без крышки.
• Замкнутая система обменивается энергией, но не веществом. Пример — газ в закрытом поршневом цилиндре.
• Изолированная система не обменивается с окружающей средой ни энергией, ни веществом; это идеализированная модель.

Выбор системы зависит от задачи. Если изучают газ в цилиндре, системой считают газ, а поршень и стенки — частью окружающей среды. Свойства системы описывают параметры процесса: давление, объём и температуру. Изменения энергии системы рассматривают во внутренней энергии, а возможные последовательные процессы образуют термодинамический цикл.

В принятом в школьной физикаға соглашении \(\Delta U\) — изменение внутренней энергии системы, \(Q\) — количество теплоты, переданное системе, а \(A\) — работа, совершённая над системой. В состоянии, когда свойства системы не меняются, устанавливается тепловое равновесие.