Ein Teil Materie, die Transformationen erfährt, heißt System . Wir nennen externe Umgebung alles, was das System umgibt.
Im dargestellten Fall besteht das System aus den Reagenzien und den Produkten (in schwarz), das externe Medium durch das Lösungsmittel, die Behälter und die Umgebungsluft (in blau).
Ein System bezeichnet man als isoliert , wenn kein Austausch mit der äußeren Umgebung möglich ist. Ein Sytem ist nicht isoliert wenn ein Austausch von Hitze und (oder) Arbeit mit der äußeren Umgebung stattfindet.
In dem oben dargestellten Fall ist das System nicht isoliert: - Das Wasser erwärmt sich durch die chemische Reaktion: Die externe Umgebung erhält Wärme vom System. - Wasser und Luft werden durch den gebildeten Wasserstoff "ausgedehnt": Die externe Umgebung empfängt Arbeit vom System.
Herkömmlicherweise teilt man das Zeichen + dem zu, was das System erhält , das Zeichen - dem was das System abgibt
In dem oben dargestellten Fall sind Wärme und Arbeit negativ
Der Zustand eines Systems wird durch einen einzigen Wert der Zustandsvariablen beschrieben, die da sind: - der Druck $ P $ - die Temperatur $ T $ - das Volumen $ V $ - die Mengen (Anzahl der Mole) $ n_i $ der vorhandenen chemischen Spezies
2 Mol Wasserstoff werden mit 1 Mol Sauerstoff unter normalen Bedingungen von Temperatur und Druck (Normzustand) gemischt. Die Reaktion wird gestartet, Wasser bildet sich. Das gebildete Wasser wird bei $4^oC$ gesammelt:
Anfangszustand: Zustandsvariablen: $P_1$ $=$ $1 atm$ $T_1$ $=$ $273,15 K$ $V_1$ $=$ $3\cdot 22,4L$ $n_{H_2}$ $=$ $2$ $n_{O_2}$ $=$ $1$ $n_{H_2O}$ $=$ $0$ Endzustand: Zustandsvariablen:: $P_2=1 atm$ $T_2=277,15 K$ $V_2=36mL$$n_{H_2}=0$ $n_{O_2}=0$ $n_{H_2O}=2$