فهم الأنظمة والبيئة
النظام هو جسم أو مجموعة أجسام قيد الدراسة. أما الأجسام الأخرى في الكون فتُسمى البيئة. وعادةً ما يُفصل النظام عن بيئته بواسطة "حاجز/فاصل".
على سبيل المثال، لنفترض أننا نريد دراسة الماء داخل ترمس. يُمثل الماء الموجود داخل الترمس النظام، بينما يُمثل الهواء والأجسام الأخرى الموجودة خارجه البيئة. تعمل جدران الترمس، الزجاج الداخلي والبلاستيك الخارجي، كفاصل بينهما. يُعد ترمس الماء مثالًا على ذلك.
توجد أنواع عديدة من الأنظمة، منها الأنظمة المفتوحة والأنظمة المغلقة. النظام المفتوح هو النظام الذي يسمح بتبادل المادة والطاقة بينه وبين بيئته. ومن أمثلة الأنظمة المفتوحة النباتات والحيوانات وغيرها. تمتص النباتات عادةً الماء وثاني أكسيد الكربون من البيئة (تبادل مادي). كما تحتاج النباتات إلى حرارة الشمس (تبادل طاقي). ويُعتبر الإنسان أيضاً نظاماً مفتوحاً.
النظام المغلق هو نظام لا يسمح بتبادل المادة بينه وبين بيئته. ويُقال إن النظام المغلق معزول إذا لم يكن هناك أي احتمال لتبادل الطاقة بينه وبين بيئته. أما إذا كان تبادل الطاقة بين النظام المغلق وبيئته ممكنًا، فيُقال إنه غير معزول. ومن أمثلة النظام المغلق المعزول ترمس الماء الساخن، حيث تُصنع جدرانه الداخلية عادةً من مادة عازلة للحرارة. في الواقع، لا تكون العديد من الأنظمة المعزولة اصطناعيًا مثالية، وقد يحدث تبادل للطاقة، وإن كان بكميات ضئيلة جدًا.
