基礎與物理化學是什麼

系統與環境

在你著手追蹤一個化學過程裡的能量之前,得先決定你究竟在看什麼。系統就是你所關心的那一小塊世界——一隻燒杯裡的內容物、一個氣缸裡的氣體、一個反應。其餘的一切——實驗檯、房間、宇宙的其餘部分——都是環境。把兩者隔開的那層想像中的薄膜,就是邊界。

這種劃分是你有意做出的選擇,而非自然界的事實,它是一切熱力學的第一步。一旦畫出邊界,你就能提出精確的問題:有多少熱穿過它、有多少功越過它而做出,以及物質究竟能不能穿過它。整套能量帳目,都取決於把每樣東西擺在界線哪一側弄清楚。

明智地選取系統,能讓問題變易或變難。劃得太小,重要的效應會悄悄越過邊界而被忽視;劃得大方些,帳目就保持簡單。唯一從不讓步的規則是守恆:系統失去多少能量,環境就得到多少,反之亦然。

如果你研究一隻暖手寶,你可以把裡面的化學物質稱作系統;你冰涼的手和冬天的空氣就是環境,而你感到的暖意,正是能量從系統越過邊界流向環境。

你選定邊界;守恆定律隨後把兩側扯平。

邊界如何構造,決定了什麼能穿過它:熱、功和物質能否通過,引出三種經典類型——孤立、封閉與開放系統。

又稱
system, surroundings and boundary系统和环境體系與環境