rendszer, környezet system, surroundings természettudományi fogalmak. A rendszer a világ (az
anyagi valóság) vélt vagy valós határfelülettel elkülönített része, amelyet
magunk választunk ki. Ilyen értelemben számtalan rendszer lehet, fizikai, vegyi
és biológiai rendszerek sokasága. Például kémcsőben lévő folyadék, terem és
tartozékai, vagy akár a Föld légköre, avagy gáz a léggömbben rendszer (a gáz
eloszlásának, mozgásának és a léggömb falának a rendszere). Ami a rendszeren
kívül van, az a környezet (surroundings). Vegyi rendszer például a vegyi
anyagok keveréke, környezete az edényzet és minden más körülötte. Biológiai
rendszer például a nyirokkeringés, az immunsejtek rendszere, környezete a
szervezet többi része. Elemi biológiai rendszer a sejt; környezete a sejtkörüli
állomány.
A rendszert állapotjellemzőkkel írjuk le, mint
hőmérséklet (T), nyomás (p), térfogat (V), anyagmennyiség (n) stb. Ennek
alapján lehet állandó nyomású (izobar), állandó hőmérsékletű (izoterm)
és állandó térfogatú (izochor).
A rendszer és a környezet kölcsönhatása szerint
háromféle rendszert különböztetünk meg: elszigetelt, zárt és nyílt rendszert.
▪ Elszigetelt a rendszer, ha a határfelületén sem
anyag, sem energia nem léphet át. Tehát a rendszerrel energiát sem közölhetünk,
és nem is vonhatunk el.
▪ A zárt rendszer határfelületén energia átléphet, de
anyag nem. Tehát energiát cserélhet a környezetével, például melegítjük. A zárt
rendszer lehet állandó és változó térfogatú. Állandó például egy lezárt kémcső;
térfogata nem változik. A dugattyús henger térfogata változik, függően a
dugattyú állásától.
▪ A nyílt rendszer határfelületén az anyag is átléphet,
nem csak az energia. Ilyen például egy folyadékot tartalmazó nyitott kémcső.
Adhatunk hozzá vagy kiönthetünk belőle folyadékot. Melegítéssel pedig
energiaváltozást idézünk elő.
A biológiai rendszerek nyílt rendszerek.
A
kölcsönhatást a rendszer fala határozza meg, például a hő szempontjából a fal
lehet hőszigetelő (adiabatikus) – ilyen az elszigetelt rendszer fala;
féligáteresztő (szemipermeábilis) vagy éppen hővezető.
A
rendszereket csoportosíthatjuk a rendszer mérhető tulajdonságainak térbeli
eloszlása szerint is:
▪ Egynemű rendszer homogeneous system (homogén
rendszer): mérhető tulajdonságai (állapotjellemzői) minden ponton
egyformák. Például egy jól elegyített oldat – hőmérséklete, nyomása stb. minden
részében azonos.
▪ Egyenetlen rendszer nonhomogeneous system (inhomogén
rendszer): mérhető tulajdonságai folyamatoson, lépésről lépésre változnak.
Például ha egy fémdarabot melegítünk, annak hőmérséklete folyamatosan nő, nem
ugrásszerűen változik.
▪ Egyveleg rendszer heterogeneous system (heterogén
rendszer): mérhető tulajdonságai ugrásszerűen változnak. Például olvadó
jég, amely az olvadása egy pontján folyadékká (víz) alakul, állapota
ugrásszerűen változik. Egyveleg, mert szilárd és folyékony összetevői is
vannak.
rendszerállapot* system state, thermodinamic state a rendszer mérhető
fizikai tulajdonságainak összessége egy adott pillanatban. Függetlenül attól,
hogy az állapot miként alakult ki.
rendszeregyensúly* system equilibrium a rendszert alkotó
részecskék egyenletes eloszlása. Az állapothatározók egyike sem változik.