Второе начало термодинамики, энтропия и энергия Гиббса — тест

Тепловой эффект говорит, сколько энергии выделит реакция, но не говорит, пойдёт ли она сама. Ответ даёт энергия Гиббса, объединяющая энтальпию и энтропию. Набор проверяет, понимает ли ученик второе начало термодинамики и умеет ли предсказать направление процесса по знакам и величинам $\Delta H$ и $\Delta S$.

Какие темы охватывает набор

Второе начало термодинамики и энтропия как функция состояния; рост энтропии как критерий самопроизвольного процесса в изолированной системе. Статистический смысл энтропии и формула Больцмана. Расчёт изменения энтропии при фазовых переходах. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца как критерии самопроизвольности в закрытой системе, уравнение $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$, связь $\Delta G^\circ$ с константой равновесия.

Как устроена работа

Пятнадцать заданий: выбор ответа, соответствие сочетания знаков энтальпии и энтропии и поведения реакции при разных температурах, упорядочивание веществ по стандартной энтропии, вставка терминов и расчёты — энергия Гиббса реакции, температура, при которой реакция становится самопроизвольной, изменение энтропии при плавлении льда.

Разбор и подготовка

Задания повышенного уровня разводят термодинамику и кинетику: почему бумага на воздухе не загорается сама, хотя её горение термодинамически выгодно, и что означает константа равновесия больше единицы. Отдельно проверяется, как по агрегатным состояниям и числу молей газа без вычислений оценить знак изменения энтропии.

Кому пригодится

Учителю — для контроля после темы о втором начале и перед практическими работами по химическому равновесию. Ученику — как опора к расчётам направления реакций в химических олимпиадах и вузовском курсе.

Как и на чём выполнять тест

Комплект работает и на школьном компьютере, и на личном смартфоне ученика. Период выполнения задаётся гибко, поэтому работу проводят и в классе, и дома. Для защиты от подсказок отслеживается, покидал ли ученик вкладку с тестом ради других вкладок или приложений.