Järjestelmien ja ympäristön ymmärtäminen
Järjestelmä on tutkittava objekti tai objektiryhmä. Muita maailmankaikkeuden kohteita kutsutaan ympäristöksi. Tyypillisesti järjestelmä erotetaan ympäristöstään "osiolla/rajoittimella/erottelijalla".
Oletetaan esimerkiksi, että haluamme tutkia vettä termospullossa. Termospullon sisällä oleva vesi muodostaa järjestelmän, kun taas termospullon ulkopuolella oleva ilma ja muut esineet muodostavat ympäristön. Termospullon seinämät, sekä sisällä oleva lasi että ulkopuolella oleva muovi, toimivat tilanjakajana. Vesitermospullo on yksi esimerkki.
On olemassa useita erityyppisiä järjestelmiä, nimittäin avoimia ja suljettuja. Avoin järjestelmä on sellainen, joka mahdollistaa aineen ja energian vaihdon järjestelmän ja sen ympäristön välillä. Esimerkkejä avoimista järjestelmistä ovat kasvit, eläimet ja muut. Kasvit imevät tyypillisesti vettä ja hiilidioksidia ympäristöstä (materiaalin vaihto). Kasvit tarvitsevat myös lämpöä auringosta (energian vaihto). Myös ihmisiä pidetään avoimina järjestelminä.
Suljettu systeemi on systeemi, joka ei salli aineenvaihtoa systeemin ja ympäristön välillä. Suljetun systeemin sanotaan olevan eristetty, jos energianvaihto systeemin ja ympäristön välillä ei ole mahdollista. Suljetun systeemin sanotaan olevan ei-eristetty, jos energianvaihto systeemin ja ympäristön välillä on mahdollista. Esimerkki eristetystä suljetusta systeemistä on termospullo, jossa on kuumaa vettä. Termospullon sisäseinät on yleensä valmistettu lämmöneristävästä materiaalista. Todellisuudessa monet keinotekoisesti eristetyt järjestelmät eivät ole niin ihanteellisia, ja energianvaihtoa voi tapahtua, vaikkakin hyvin pieninä määrinä.
