Was ist ein thermodynamisches System?
Bisher haben wir etwas salopp von "Körpern" gesprochen, wenn wir über den Energieaustausch nachgedacht haben. Wir wollen jetzt etwas allgemeiner und zugleich präziser werden:
Um die Gesetze der Thermodynamik formulieren zu können, betrachtet man eine genau spezifizierte Menge von Materie, die sich in einem begrenzten Teil des Raums befindet. Der so definierte Abschnitt der Welt wird als System bezeichnet. Alles, was außerhalb des Systems liegt, gehört zur Umgebung. Thermodynamische Systeme werden nach Art ihrer Systemgrenze in offene, geschlossene und isolierte Systeme unterteilt:
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Bei einem isolierten System (abgeschlossenes System)
sind die Grenzen zur Umgebung (blau i.d. Abbildung) vollkommen undurchlässig
für Materie und jede Art von Energieaustausch. Isolierte Systeme
verhindern also jede Wechselwirkung mit der Umgebung. Es handelt sich
hierbei jedoch um eine Idealisierung, denn in der Praxis gibt es keine
perfekte Isolierung. So wird beispielsweise der Kaffee in der Thermoskanne
leider irgendwann doch kalt. |
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Ein geschlossenes System hat Grenzflächen, die zwar einen Energie- nicht aber einen Materieaustausch zulassen. Sie entsprechen unserem bisherigen Bild eines festen, flüssigen bzw. gasförmigen"Körpers". Beispiele: verschlossene Bierflaschen oder Suppendosen. |
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Bei einem offenen System sind die Grenzflächen
sowohl für Materie als auch für einen Energieaustausch durchlässig.
Beispiele: ein Mensch, eine Cumuluswolke, die Erde. |