基础与物理化学是什么
系统与环境
在你着手追踪一个化学过程里的能量之前,得先决定你究竟在看什么。系统就是你所关心的那一小块世界——一只烧杯里的内容物、一个气缸里的气体、一个反应。其余的一切——实验台、房间、宇宙的其余部分——都是环境。把两者隔开的那层想象中的薄膜,就是边界。
这种划分是你有意做出的选择,而非自然界的事实,它是一切热力学的第一步。一旦画出边界,你就能提出精确的问题:有多少热穿过它、有多少功越过它而做出,以及物质究竟能不能穿过它。整套能量账目,都取决于把每样东西摆在界线哪一侧弄清楚。
明智地选取系统,能让问题变易或变难。划得太小,重要的效应会悄悄越过边界而被忽视;划得大方些,账目就保持简单。唯一从不让步的规则是守恒:系统失去多少能量,环境就得到多少,反之亦然。
如果你研究一只暖手宝,你可以把里面的化学物质称作系统;你冰凉的手和冬天的空气就是环境,而你感到的暖意,正是能量从系统越过边界流向环境。
你选定边界;守恒定律随后把两侧扯平。
边界如何构造,决定了什么能穿过它:热、功和物质能否通过,引出三种经典类型——孤立、封闭与开放系统。
又称
另见