体系与环境之间可能存在物质交换和能量交换,由此将体系分为三种。
孤立体系:与环境既无物质交换,又无能量交换。例如:暖水瓶中的水大致可以看做孤立体系。
封闭体系:与环境没有物质交换,但有能量交换。例如:拧紧盖子的水瓶里的热水,水不会蒸发到外界去,但是热量会散失。
开放体系:与环境有物质交换。一块冰放在太阳下晒,化成水,进一步可以化成水汽而完全消失,这块冰就可以看做开放体系。
而体系与环境之间的能量交换又分两种:做功和热传递。
如果体系与环境之间没有热传递,就可以看做绝热体系。给自行车轮胎打气时,可以感觉到气筒温度上升,这正是因为气体压强上升的足够快到可视为绝热过程的缘故,热量没有逃逸,因而温度上升。给轮胎放气时,可以明显感觉到放出的气体比较凉,这正是因为气体压强下降的足够快到可视为绝热过程的缘故,气体内能转化为机械能,温度下降。孤立体系一定是绝热体系,适用于熵增定律;有些封闭体系是绝热体系,有些不是,这要看能量交换中有没有热传递,例如拧紧盖子的热水瓶就不是绝热体系。开放体系如果与外界只有物质交换而没有能量交换则是绝热体系,如取集中供暖系统的一段保温性能良好的管子为系统,可视为开口绝热系;开放体系如果与外界有能量交换则不是绝热体系。生物体是开放体系,因为与环境之间存在着物质交换(呼吸、饮食、排泄等)和能量交换(散热、做功),所以生物体不是绝热体系,不适用于熵增定律。