La termodinámica se ocupa de los resultados de estudios de partes definidas del universo que se denomina sistemas.
Un sistema termodinámico es una parte del universo que se separa arbitrariamente del resto, por medio de límites definidos, para su estudio arbitrariamente del resto, por medio de límites definidos, para su estudio experimental o teórico. El resto del universo constituye el medio ambiente, lo que lo rodea, sin embargo generalmente, dicho medio ambiente circundante se limita a una región situada en las cercanías inmediatas del sistema que se estudia.
Por ejemplo, se coloca un cilindro que contiene un gas en un baño de agua con termostato. En este caso, el gas es el sistema que se está estudiando y el termostato es el medio ambiente. Por supuesto que los límites del sistema son las paredes del cilindro.
Los limites de un sistema pueden ser fijos, como en el caso del cilindro o bien variables como pueden ser en un cilindro equipado con pistón móvil.
Un sistema químico puede ser:
Aislado cuando está rodeado por paredes, o condiciones que impiden el intercambio de energía (calor o trabajo) o de masa entre el sistema y el resto del universo al que llamamos ambiente.
Cerrado aquél que está rodeado por límites que no impiden el intercambio de energía pero sí el de materia
Abierto cuando puede intercambiar energía y materia con el ambiente.
Los sistemas que se estudian mas frecuentemente son los cerrados que conservan su masa en el transcurso del proceso.
La descomposición térmica del carbonato de calcio, por ejemplo, puede verificarse en una cámara de reacción herméticamente cerrada que impida el alejamiento del CO2 formado (sistema cerrado) o en un sistema abierto, como un horno de cal, en el que el CO2 se desprende y se separa del sistema pasando al ambiente
El tipo de sistema puede decidir cuáles son las leyes fundamentales que gobiernan su evolución.
