Systeme und Umwelt verstehen
Ein System ist ein Objekt oder eine Gruppe von Objekten, die untersucht werden. Andere Objekte im Universum werden als Umgebung bezeichnet. Typischerweise ist ein System durch eine „Trennwand/einen Begrenzer/einen Separator“ von seiner Umgebung getrennt.
Nehmen wir beispielsweise an, wir möchten Wasser in einer Thermoskanne untersuchen. Das Wasser in der Thermoskanne bildet das System, während die Luft und andere Objekte außerhalb der Thermoskanne die Umgebung darstellen. Die Wände der Thermoskanne – sowohl das Glas innen als auch der Kunststoff außen – fungieren als Trennwand. Eine Wasserthermoskanne ist ein Beispiel dafür.
Es gibt verschiedene Arten von Systemen, nämlich offene und geschlossene. Ein offenes System ermöglicht den Austausch von Materie und Energie zwischen dem System und seiner Umgebung. Beispiele für offene Systeme sind Pflanzen, Tiere und andere. Pflanzen nehmen typischerweise Wasser und Kohlendioxid aus der Umgebung auf (ein Stoffaustausch). Pflanzen benötigen außerdem Wärme von der Sonne (ein Energieaustausch). Auch der Mensch zählt zu den offenen Systemen.
Ein geschlossenes System ist ein System, das keinen Stoffaustausch mit seiner Umgebung zulässt. Ein geschlossenes System wird als isoliert bezeichnet, wenn kein Energieaustausch zwischen dem System und seiner Umgebung möglich ist. Ein geschlossenes System wird als nicht isoliert bezeichnet, wenn ein Energieaustausch zwischen dem System und seiner Umgebung möglich ist. Ein Beispiel für ein isoliertes, geschlossenes System ist eine Thermoskanne mit heißem Wasser. Die Innenwände einer Thermoskanne bestehen üblicherweise aus einem wärmeisolierenden Material. In der Realität sind viele künstlich isolierte Systeme nicht so ideal, und es kann – wenn auch in sehr geringem Umfang – ein Energieaustausch stattfinden.
