爆炸理论中的热力学基础及局部热动平衡

在热力学中，取一部分物质或区域作为研究对象，称为热力学系统，简称系统。与所研究的热力学系统相邻接的物质或区域称为环境。系统与环境之间一般存在相互作用，例如传热、传质或做功。

凡与环境之间无物质交换的系统，称为封闭系统。它在气体动力学中对应于随体观点（拉格朗日表示法）。凡与环境之间有物质交换的系统，称为开口系统（敞开系统）。它对应于当地观点（欧拉表示法）。凡与环境之间无热量交换的封闭系统，称为绝热系统。凡与环境之间没有任何相互作用的系统，即既无物质交换又无能量交换的系统，称为孤立系统。

为了论述方便起见，把完全均质的物质系统定义为均匀系统或单相系统；否则称为非均匀系统或多相系统。又把只含一种化学组分的物质系统定义为单元系统，否则称为多元系统。(www.xing528.com)

与热力学过程相关的物理量有：环境对系统所做的功和传递的热量。这些量取决于热力学过程进行的具体情况，即功与路程有关。热量为由系统和环境之间的温度差引起的并通过系统的界面而传递的能量。凡由环境传入系统的热量定义为正。对系统传递热量有热传导、热对流和热辐射几种方式，也可以由化学反应和相变所引起。

在实际的热力学过程中，状态量的变化速度远低于建立热力学平衡态的弛豫速度，故质点在每一时刻所处的状态都非常接近当时宏观状态量的瞬时值所对应的热力学平衡状态，即系统处于局部热动平衡状态。局部热动平衡考虑系统在每个宏观无限小、微观无限大的区域内都达到热力学平衡。在标准状态下，气体分子的平均自由程为10-6～10-7m，分子的运动速度约为103m/s，所以分子在10-9～10-10s内至少碰撞一次，经过短时间内多次碰撞后达到平衡状态。凝聚介质中的冲击波传播速度在103～104m/s的量级上，冲击波波阵面的宽度只等于几个分子自由程，在该区间内介质的状态发生剧烈的变化。