Systemarten & Reaktionsbedingungen

Ein thermodynamisches System kann man sich als eine definierte Menge Materie vorstellen, die sich vom Rest des Universums – mehr oder weniger – abgegrenzt präsentiert. Innerhalb dieser Grenzen unterliegt sie dann den Gesetzen der Thermodynamik.

Man unterteilt dabei in 3 Arten von Systemen.

Schauen wir uns genauer an, worin ihre Eigenschaften bestehen und was in ihnen passieren kann:

•  Das offene System ist, wie der Name schon sagt, offen und lässt somit sowohl Materie als auch Energie heraus und herein. Ein Beispiel ist ein simples Reagenzglas (ohne Stopfen) im Labor. In ihm können Reaktionen stattfinden, die Energie mit dem „Rest der Welt“ austauschen. Im Normalfall merkt die Welt davon wenig, aber man selbst kann z.B. Wärmeenergie mit der Hand spüren, wenn man Säuren und Basen miteinander Reagieren lässt; man sieht das Licht des Luminols oder hört den Schall des Brummenden Gummibärchens. Aber auch Materie kann in das Reagenzglas hinein und aus ihm heraus, auch wenn sie das oft nicht soll: Das Gummibärchen fliegt im ungünstigsten Fall als brennende Kugel durch das Labor, und selbst Säuren und Laugen finden manchmal ihren Weg heraus, obwohl das nicht gewünscht ist.

 

•      Im geschlossenen System ist es nicht möglich, dass ein Austausch der Materie des Systems mit der der Umgebung stattfindet, allerdings kann Energie sehr wohl den Behälter passieren. Ein schönes Beispiel hierfür ist ein sog. „Knicklicht“ – ein auf Chemolumineszenz basierender Leuchtkörper, der im Idealfall seine (meist leicht gesundheitsschädlichen) Inhaltsstoffe in seinem Inneren behalten, seine Energie aber in Form von Licht der Umgebung zur Verfügung stellen soll.

 

•      Ein isoliertes System ist am schwierigsten zu schaffen, denn hier spielt sich alles abgeschnitten vom Rest des Universums ab. Vermutlich ist das zu 100% nur in der Theorie möglich, ein Alltagsgegenstand kommt dem aber schon relativ nahe: die Thermoskanne – sie soll weder etwas vom Getränk verlieren noch zulassen, dass dieses abkühlt, also Wärme an die Umgebung abgibt.