热力学系统按照其和外界是否发生物质交换可分为开口系统和闭口系统。若一个热力学系统和外界不发生物质交换，则成为闭口系统，也称为闭口系。

闭口系统是指没有和外界发生物质交换的热力学系统，有时又称为控制质量系统。闭口系统的质量保持恒定，取系统时应把所研究的物质都包括在边界内。

如图1，工质在气缸中受热膨胀而推动活塞及重物做功。这时，若取工质为一个热力学系统，而取活塞、重物及热源为外界，则当系统膨胀对外界做功时，系统的边界随活塞一起移动，没有任何物质穿越边界进入或离开系统，因而这个热力学系统为闭口系统。闭口系统中包含的物质是固定的，故也称闭口系统为控制质量。

闭口系热力学第一定律能量方程式为：

其中，w为系统对外所作的功而非膨胀功。

对常见的简单可压缩系统，只对外作膨胀功（体积功）而不作其他形式的功，则闭口系统的热力学第一定律表达式为：

及

闭口系统终压相同时，可逆绝热膨胀过程对外所作的功即膨胀功等于热力学能降；不可逆绝热膨胀过程对外所作的功等于热力学能降，这个功仅是膨胀功的一部分。