Fizikte enerji, bir cisime veya fiziksel bir sisteme aktarılan, işin performansında ve ısı ve ışık biçiminde tanınabilen niceliksel özelliktir. Enerji korunan bir miktardır; Enerjinin korunumu yasası, enerjinin istenen biçime dönüştürülebileceğini ancak yaratılamayacağını veya yok edilemeyeceğini belirtir. Uluslararası Birimler Sisteminde (SI) enerjinin ölçü birimi joule'dür (J).
Dizge ya da sistem, birbiriyle etkileşen veya ilişkili olan, bir bütün oluşturan cisim veya varlıkların bileşkesidir. Bu varlıklar soyut veya somut olabilirler.
Termodinamik; ısı, iş, sıcaklık ve enerji arasındaki ilişki ile ilgilenen bilim dalıdır. Basit bir ifadeyle termodinamik, enerjinin bir yerden başka bir yere ve bir biçimden başka bir biçime transferi ile ilgilenir. Bu süreçteki anahtar kavram, ısının, belirli bir mekanik işe denk gelen bir enerji biçimi olmasıdır.
Kelvin, Uluslararası Birim Sistemi'ne göre temel sıcaklık ölçüsü birimi. Sembolü K'dir. İsmini, termodinamikteki mutlak sıfır kavramını ilk defa gazlardan tüm maddelere uygulayan İskoç asıllı bilim insanı Lord Kelvin'den alır.
Ekosistem, belirli bir kısımda bulunan canlılar ile bunları saran cansız çevrelerinin karşılıklı ilişkileri ile meydana gelen ve süreklilik arz eden ekolojik sistemlerdir. Ekosistem aynı zamanda bir besin ağı ile şekillenmektedir. Ekosistem, küresel ölçekte bir düzeni ifade etmekle beraber yerel ve korunaklı bir sistemin varlığına da atıfta bulunabilir. Karşılıklı olarak madde alışverişi yapacak biçimde birbirlerine etki yapan organizmalarla (biyotik), bitki ve hayvanların birbirine eklemlendiği ve ayrıca kaya, toprak gibi fiziksel çevre faktörlerinin (abiyotik) bir arada bulunduğu herhangi bir doğa parçası bir ekosistemdir. Ekosistem yaklaşımı, bireysel organizmalar ya da topluluklardan çok tüm alanın işlevlerinin nasıl olduğuyla ilgilenir. Bir alandaki organizmalar ve cansız çevreleriyle olan ilişkilerine bakar. Yerküre, tek başına bildiğimiz en büyük ekosistemi oluşturmaktadır, ancak bir taş parçasının altında, bir kavanozun, bir şişenin içinde de ekosistemler oluşabilir. Ekosistemler, birbirlerinden ne kadar farklı olurlarsa olsunlar, içlerindeki canlılar arasındaki etkileşimler dengeli ve enerji sağlanmasında bir sorun olmadığı sürece kendi kendilerine yeterli birimlerdir ve bazı ortak ögelerden oluşurlar. Bu ortak ögeler, canlı ögeler (biyotik) ve cansız ögeler (abiyotik) ögelerdir. Yani bir ekosistem, temel olarak abiyotik yani cansız maddeler ve biyotik yani canlı oluşur. Ekosistemler, varlıklarını 3 temel işlevle sürdürürler. Bunlar enerji akımı, ekolojik döngüler(kimyasal madde döngüleri) ve populasyon denetimleridir. Bu üç işlev, ekosistemin ögelerinin birbirleriyle ilişkilerini düzenler ve sistemin bir bütün olarak sürmesini sağlar. Vurgulamak gerekir ki, bu üç işlev, ekosistemlerde tek tek değil, kesinlikle birlikte bulunurlar. Açık bir sistem olan ekosistemde, enerji ve besin giriş-çıkışı süreklidir. Sistem kuramı, ekolojik bakış açısının sosyolojik boyutunu ele almaktadır. Ayrıca sibernetik disiplini, canlılarda kontrol ve iletişim boyutuyla kaynağını yine ekosistemde bulmaktadır.
Isı, belirli sıcaklıktaki bir sistemin sınırlarından, daha düşük sıcaklıktaki bir sisteme, sıcaklık farkı nedeniyle geçen enerjidir. Isı, parçacıkların 40.000-400.000 hz./s titreşmesi ile oluşur. Isı da iş gibi bir enerji akışı biçimidir. Isı sistem sınırlarında ve geçiş durumunda iken belirlenebilir. Isı sistemin bir durum fonksiyonu değildir.
Termodinamik çevrim, bir veya daha çok hal değişimi gerçekleştiren, iş veya enerji üreterek veya enerjiyi transfer ederek ilk haline dönen bir çalışma akışkanı içeren çevrimlerdir. Tabloda termodinamik çevrimlerin listesi verilmiştir.
Entropi, fizikte bir sistemin mekanik işe çevrilemeyecek termal enerjisini temsil eden termodinamik terimidir. Çoğunlukla bir sistemdeki rastgelelik ve düzensizlik (kaos) olarak tanımlanır ve istatistikten teolojiye birçok alanda yararlanılır. Sembolü S'dir.
Endüstri mühendisliği ya da sanayi mühendisliği, insan, malzeme ve makineden oluşan bütünleşik sistemlerin kuruluş ve devamlılığının yönetimi ile ilgilenen mühendislik dalıdır. Endüstri mühendisleri, diğer mühendislik dallarının birçoğunun derslerini de alıp, üzerine işletme, yönetim, üretim, ekonomi ve endüstri mühendisliğine özel derslerle birlikte diğer mühendislik alanlarının yöneticilik yetkisine sahip mühendislik dalı.
Ekserji, Termodinamik bir sistemin ihtiva ettiği potansiyel enerjisinin, herhangi bir referans haline göre kullanılabilirliğinin bir göstergesidir. Ekserji tersinir bir süreç sonucunda sistem çevre ile denge sağladığı takdirde, oluşan entropi sonucu kullanılamaz hale gelen enerji düşüldükten sonra, teorik olarak elde edilebilecek maksimum faydalı iş miktarı olarak da tanımlanabilir. Sistem enerjetiğinde ise ekserji entropiden arındırılmış enerji olarak tanımlanır.
Termodinamikte hal fonksiyonu, maddenin bulunduğu hale nasıl ulaştığını değil maddenin o andaki hali ile ilgili olan bir özelliktir. Bir hal fonksiyonu sistemin denge halini açıklar. Örneğin; iç enerji, entalpi, entropi hal değerleridir çünkü termodinamik sistemlerde değerlenebilir olarak bir denge açıklarlar. Aynı zamanda mekanik iş ve ısı yöntem değerleridir çünkü değerlenebilir olarak termodinamik sistemlerde denge sistemleri arasında geçişleri açıklarlar.
Enerjinin korunumu yasası, yalıtılmış bir sistemdeki toplam enerjinin değişmeyeceğini söyler. Enerji ne yok edilebilir ne de yoktan var edilebilir, ama enerji türü değişebilir; örneğin, dinamitin patlamasıyla kimyasal enerji kinetik enerjiye dönüşebilir.
Termodinamik yasaları, termodinamiğin temelini oluşturan dört yasadır. Termodinamik proseslerdeki ısı ve iş transferlerinin yapısını tanımlar.
Bölüşüm fonksiyonu termodinamik dengede olan bir sistemin istatistiksel özelliklerini tanımlar. Sıcaklığın ve hacim, molekül sayısı gibi diğer parametrelerin fonksiyonudur. Toplam enerji, entropi ve basınç gibi termodinamik değişkenler bölüşüm fonksiyonu cinsinden veya türevleri cinsinden ifade edilebilir.
Termal enerji, ortam veya sistem sıcaklığı sonucunda ortamdaki veya sistemdeki bir cismin veya maddenin potansiyel ve kinetik enerjileri toplamını ifade eden bir enerji biçimidir. Sistemde sıcaklık olmadığı müddetçe bu niceliği tanımlamak zor ve hatta anlamsız olabilir. Bu durumda herhangi bir termal iş söz konusu değildir.
Sistem teorisi, disiplinlerarası bir bilim olup incelenen bir sorunu veya olguyu bir sistem olarak ele alan bilimsel ve düşünsel anlayıştır. Organizmaları, yapıları, örgütleri, mekanizmaları, doğal oluşumları bir bütün oluşturacak biçimde birbirleriyle ve çevreleriyle ilişkili veya bağıntılı unsurlar dizisi olarak inceler. Değişik oluşumları içindeki unsurları ve nitelikleri arasındaki ilişkiler topluluğu olarak algılayan ve açıklayan bir yaklaşımdır. Olayların, durumların ve gelişmelerin incelenmesinde kullanılan bir bakış açısı, bir düşünce tarzı, bir metottur. Sistem yaklaşımı, olaylar ve olgular arasındaki ilişkileri ve karşılıklı etkileşimleri inceleyerek analizlerde bulunur.
Termodinamikte, sistemin termodinamik durumu, durum fonksiyonları olarak bilinen uygun değişken değerleriyle tam olarak tanımlanabilir. Termodinamik değişkenlerinin değerleri bir sistem için bir kere belirlendiğinde, termodinamiğin bütün özelliklerinin değerleri eşsiz bir şekilde belirlenmiş olur. Genellikle, termodinamik durum termodinamik dengenin biri olarak varsayılır. Yani, bu durum bir sistemin sadece belli bir süredeki durumu değil, durum süresiz uzunlukta aynı ve değişmezdir.
Karl Ludwig von Bertalanffy, 20. yüzyılın başlarında önemli kuramsal biyolog; bilim felsefesi üzerine, psikoloji, biyofizik üzerinde karşılaştırmalı fizyoloji araştırmaları yapmıştır. Avusturya kökenli Kanadalı düşünür felsefe sorunlarına biyoloji verilerine dayanarak Genel Sistem Teorisi ve sabit açık sistemlerin kinetik teorisini geliştirdi. Genel Sistem Teorisi Cemiyeti'nin kurucularından aynı zamanda başkan yardımcılarındandı. Sistem metodolojisini psikolojiye ve sosyal bilimlere uygulayan ilk kişilerden biriydi.
Mühendislik ve doğa bilimlerinde çevre, sistemin, yani evrenin incelenen kısmının sınırları dışında kalan kısımlara denir. Dış ortam, dış etkiler veya termodinamik özelinde Rezervuar (termodinamik) olarak da adlandırılır. Sistemin türüne göre, çevre ve sistem arasında kütle, enerji, çizgisel momentum, açısal momentum, elektrik yükü vb. korunumlu özelliklerin alışverişi gerçekleşebilir. Enformasyon kuramında ise çevre-sistem arasında enformasyon alışverişi gerçekleşebilir. Sistem incelenirken, sistemle girdiği etkileşimler dışında çevre yok sayılır.
