开放系统

　　在热力学中，与外界既有物质交换又有能量交换的系统，称为开放系统。

　　类属

　　根据系统与环境间的相互影响关系，系统又可以分为以下三类：

　　（1）开放系统（open system）：与环境间既有能量交换又有物质交换的系统。

　　（2）封闭系统（closed system）：与环境间只有能量交换而无物质交换的系统。

　　（3）隔离系统（isolated system）：与环境间既无能量交换又无物质交换的系统。

　　与开放系统相对立的有封闭系统和孤立系统。在客观世界中封闭系统与孤立系统的存在是相对的（即绝对的阻止能量交换或者物质交换是不可能的，只能在限定程度上尽可能的降低通量，降低交换的物质能量与系统自身的物质能量的比），而开放系统的存在是绝对的。1人体就是一个典型的开放系统，可以和外界有能量交换和物质交换。

　　事实上，自然界中一切事物总是相互关联和相互影响的，严格而言，隔离系统只是一种假想的系统，它只能在有限的时间和空间内存在，通常把某些与环境联系相当微弱的系统近似作为隔离系统处理。2在实际研究中，有时会把封闭系统和系统影响所及的环境一起作为隔离系统研究。

　　完全开放系统

　　完全开放系统统计分布的配分函数是T、p和μ的函数，并且由完全开放系统的统计分布（N-E-V分布）计算的热力学量与其他分布（微正则分布、正则分布、巨正则分布及T-P分布等）计算的结果一样，只是由平均值替代了相应的不变值，说明该分布与其他分布是热力学等价的，但计算的相对涨落有了质的区别，其他分布计算的同一个系统相对涨落虽不完全相同，但都正比于1/，而N-E-V分布计算的相对涨落正比于1。3

　　关于开放系统的热力学基本方程

　　dU =TdS -pd V + Σμid ni （1）

　　开放系统的热力学基本方程既适用于开放系统，也适用于封闭系统，在物理学中通常讨论的是相变，而相变只有是开放系统，所以在物理学中称Gibbs方程（关于焓、自由能、吉布斯函数的相应方程）中的（1）为“开系”的热力学基本方程。4

　　本词条内容贡献者为:

　　赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学