| hlavní stránka | obsah | učebnice | mapa webu | o autorech | rejstřík |
Pojem systém můžeme chápat jako část prostoru, který
je určitým způsobem ohraničen, tedy je omezen vůči svému okolí. Častěji
se používá pojem termodynamická soustava (termodynamika viz kapitola
6.2.).
Tato soustava se může chovat různým způsobem vzhledem ke svému okolí –
podle typů interakce se svým okolím rozlišujeme:
otevřená
termodynamická soustava je schopna vyměňovat se svým okolím hmotu a energii
uzavřená
termodynamická soustava vyměňuje se svým okolím energii, ale nemůže vyměňovat
hmotu
izolovaná
termodynamická soustava je vůči svému okolí zcela uzavřená, nevyměňuje
s ním energii ani hmotu.
Jako systém, který je otevřenou termodynamickou soustavou, si můžeme představit např. magmatický krb, který se svým okolím (pevné horniny) vyměňuje energii ve formě tepla a zároveň i hmotu (na okrajích tavenina tuhne a pevné horniny se naopak taví). Jako uzavřenou termodynamickou soustavu si můžeme představit např. systém roztoku NaCl v kádince, kdy k výměně hmoty s okolím nedochází, ale výměna tepelné energie je možná. Izolovaný systém může být podobný tomu předcházejícímu, ale uzavřený v dokonalé termosce (i když taková ve skutečnosti neexistuje).
Každý systém (termodynamická soustava) můžeme úplně
definovat pomocí stavových veličin, mezi které patří zejména chemické
složení, tlak, teplota, objem, koncentrace nebo hustota. Jsou-li v průběhu
času všechny stavové veličiny konstantní, je daný systém v termodynamické
rovnováze. Pokud za určitých stavových podmínek existují vedle sebe voda a
led v konstantním množství, hovoříme o tom, že systém voda a led je v
rovnováze. Stejně tak mohou být v rovnováze minerály v hornině např.
po dobu desítek miliónů let. V okamžiku, kdy dojde ke změně libovolné
stavové veličiny (změna tlaku, teploty, přínos jiných chemických látek
apod.), původní rovnováha je porušena a v hornině můžeme například
pozorovat vznik nových minerálů nebo reakce mezi minerály. Doba, potřebná
k ustavení termodynamické rovnováhy v systému, může být z časového
hlediska různá. V některých systémech vznikne rovnováha během vteřin,
v horninových systémech se může jednat řádově o miliony let.
V souvislosti s rovnováhou se můžeme setkat s pojmy nestabilní, metastabilní a stabilní systém. Vysvětlení je na obrázku 61-1.