Sistēmu un vides izpratne
Sistēma ir objekts vai objektu grupa, kas tiek pētīta. Citus objektus Visumā sauc par vidi. Parasti sistēmu no vides atdala "šķērssiena/ierobežotājs/atdalītājs".
Piemēram, pieņemsim, ka vēlamies izpētīt ūdeni termosā. Ūdens termosa iekšpusē veido sistēmu, bet gaiss un citi objekti ārpus termosa veido vidi. Termosa sienas, gan stikls iekšpusē, gan plastmasa ārpusē, darbojas kā nodalījums. Ūdens termoss ir viens piemērs.
Pastāv vairāki sistēmu veidi, proti, atvērtas un slēgtas. Atvērta sistēma ir tāda, kas ļauj apmainīties ar vielu un enerģiju starp sistēmu un tās vidi. Atvērtu sistēmu piemēri ir augi, dzīvnieki un citas sistēmas. Augi parasti absorbē ūdeni un oglekļa dioksīdu no vides (vielu apmaiņa). Augiem ir nepieciešams arī saules siltums (enerģijas apmaiņa). Arī cilvēki tiek uzskatīti par atvērtām sistēmām.
Slēgta sistēma ir sistēma, kas nepieļauj vielu apmaiņu starp sistēmu un tās vidi. Slēgtu sistēmu sauc par izolētu, ja nav iespējama enerģijas apmaiņa starp sistēmu un tās vidi. Slēgtu sistēmu sauc par neizolētu, ja ir iespējama enerģijas apmaiņa starp sistēmu un tās vidi. Izolētas slēgtas sistēmas piemērs ir termoss ar karstu ūdeni. Termosa iekšējās sienas parasti ir izgatavotas no siltumizolējoša materiāla. Patiesībā daudzas mākslīgi izolētas sistēmas nav tik ideālas, un enerģijas apmaiņa var notikt, kaut arī ļoti nelielos daudzumos.
