In der Physialischen Chemie sprechen wir -wie in jedem anderen naturwisschenschaftlichen Fach- von Sytemen, in dem wir unsere Betrachtung durchführen. Wie wichtig der Systembegriff ist, zeigt uns bereits die Bestimmung zweier Körper, die sich aufeinander zubewegen (wie bewegen sich die Körper relativ zum System?)
Ähnlich ist es im Bereich der Physikalischen Chemie – wir sprechen hier in der Regel von einem thermodynamischen System. Was aber ist der Unterschied zwischen einem System (z.B. ein Reagenzglas), dass wir in der Allgemeinen Chemie betrachtet haben
Systeme können Reagenzgläser oder geschlossene Kolben sein, in denen Reaktionen ablaufen. Damit Reaktionen durchgeführt und berechnet werden können, muss ein System für jede Betrachtung klar beschrieben werden. Da jedes System immer mit der Umgebung in einer Beziehung mit seiner Umgebung steht, müssen wir das System, in dem wir einen Vorgang betrachten, genauer beschreiben. In Bezug auf seine Umgebung, unterscheiden wir drei Arten von Sytemen (offenes, geschlossenes und abgeschlossenes System).
Darüber hinaus werden Vorgänge beschrieben, die eine Veränderung des Systems bzw. Reaktion bewirken.
Um auch über diese Prozesswege klare Aussagen machen zu können, werden Prozesse eingeteilt in :
Ein offenes System ist ein System, das sowohl Energie als auch Materie mit seiner Umgebung austauscht.
Ein geschlossenes System tauscht Energie, aber keine Materie mit seiner Umgebung aus.
Ein abgeschlossenes System tauscht weder Energie noch Materie mit seiner Umgebung aus. Es ist völlig isoliert.
Ein Reaktionssystem umfasst alle Moleküle, die an einer chemischen Reaktion beteiligt sind, einschließlich der Reaktanten und Produkte.
Die Thermodynamik ist entscheidend für die Bestimmung der Energiedynamik und -flüsse innerhalb eines offenen Reaktionssystems.
In einem geschlossenen Reaktionssystem wird die Thermodynamik verwendet, um die Energiewechsel zu analysieren, die stattfinden können, ohne dass Materie das System verlässt oder in es eintritt.
Da ein abgeschlossenes Reaktionssystem weder Energie noch Materie austauscht, konzentriert sich die Thermodynamik auf die internen Energiewechselprozesse und den Zustand des Systems im Gleichgewicht.
Die Hauptunterschiede zwischen geschlossenen und abgeschlossenen Systemen hierbei sind, dass in geschlossene Systeme Energie hinein oder daraus hinausfließen kann, während in abgeschlossenens Systemen keine Energieflüsse stattfinden.
Das Gesetz der Energieerhaltung besagt, dass Energie in einem isolierten System weder kreiert noch zerstört werden kann, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt wird.
Die Thermodynamik hilft, chemische Reaktionen zu verstehen, indem sie die Energieänderungen und -flüsse innerhalb eines Reaktionssystems analysiert und so Vorhersagen über das Verhalten des Systems ermöglicht.