Comprendere i sistemi e l'ambiente
Un sistema è un oggetto o un gruppo di oggetti oggetto di studio. Gli altri oggetti presenti nell'universo costituiscono l'ambiente. Tipicamente, un sistema è separato dal suo ambiente da una "partizione/limitatore/separatore".
Ad esempio, supponiamo di voler studiare l'acqua in un thermos. L'acqua all'interno del thermos costituisce il sistema, mentre l'aria e gli altri oggetti all'esterno costituiscono l'ambiente. Le pareti del thermos, sia il vetro all'interno che la plastica all'esterno, fungono da divisorio. Un thermos d'acqua ne è un esempio.
Esistono diversi tipi di sistemi, ovvero aperti e chiusi. Un sistema aperto è un sistema che permette lo scambio di materia ed energia tra il sistema stesso e l'ambiente circostante. Esempi di sistemi aperti includono piante, animali e altri. Le piante, in genere, assorbono acqua e anidride carbonica dall'ambiente (uno scambio di materia). Le piante necessitano anche del calore del sole (uno scambio di energia). Anche gli esseri umani sono considerati sistemi aperti.
Un sistema chiuso è un sistema che non consente lo scambio di materia tra il sistema e l'ambiente circostante. Un sistema chiuso si dice isolato se non vi è alcuna possibilità di scambio di energia tra il sistema e l'ambiente. Un sistema chiuso si dice non isolato se lo scambio di energia tra il sistema e l'ambiente è possibile. Un esempio di sistema chiuso isolato è un thermos con acqua calda. Le pareti interne di un thermos sono solitamente realizzate in un materiale termoisolante. In realtà, molti sistemi artificialmente isolati non sono così ideali e lo scambio di energia può verificarsi, seppur in quantità molto ridotte.
