حاسبة طاقة جيبس الحرة
إذا كانت قيمة ΔH −100 كيلوجول لكل مول وقيمة ΔS −0.2 ودرجة الحرارة 298.15 كلفن، يبلغ ΔG قيمة −40.37 فيكون التفاعل عفويًا. أدخل القيم الثلاث لترى ΔG والحد TΔS والحكم. مجاني في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- Δh
- -100
- Δs
- -0.2
- درجة الحرارة (K)
- 298.15
- T·ΔS
- -59.63
- Δg
- -40.37
- التلقائية
- spontaneous
تشير طاقة جيبس الحرة إلى ما إذا كان بإمكان عملية كيميائية أو فيزيائية أن تتقدم بعفوية عند درجة حرارة وضغط ثابتين. العلاقة الأيزوثرمية المعرّفة هي أن Delta G يساوي Delta H ناقص T مضروباً في Delta S: تغيّر الإنثالبي هو الحد الدافع الشبيه بالحرارة، وحاصل ضرب درجة الحرارة المطلقة وتغيّر الإنتروبي هو حد اللانظام، وفرقهما هو الطاقة الحرة المتاحة للعمل غير التوسعي. عندما يكون Delta G سالباً تكون العملية الأمامية عفوية تحت تلك الشروط؛ وعندما يكون موجباً يُفضَّل العكس؛ وعندما يكون صفراً تكون المنظومة في اتزان عند تلك الدرجة. تأخذ هذه الحاسبة ثلاثة أرقام محدودة —تغيّر الإنثالبي وتغيّر الإنتروبي ودرجة الحرارة بالكلفن— وتعيد Delta G مع حاصل الضرب الوسيط T Delta S وتسمية واضحة للعفوية، وترفض درجات كلفن السالبة غير الصالحة فيزيائياً بدل اختراع نتيجة بلا معنى. حافظوا على اتساق وحدات الطاقة بين Delta H وDelta S (مثلاً كلاهما بالكيلوجول لكل مول، أو كلاهما بالجول لكل مول مع وحدات إنتروبي متطابقة).
كيف تُحسب طاقة جيبس الحرة من ΔH وΔS وT
ابدأوا من الهوية الديناميكية الحرارية الكلاسيكية لتغيّر طاقة جيبس الحرة عند درجة حرارة ثابتة: Delta G يساوي Delta H ناقص T مضروباً في Delta S. هنا Delta H هو تغيّر إنثالبي العملية، وDelta S تغيّر إنتروبي المنظومة، وT درجة الحرارة المطلقة على مقياس الكلفن. حاصل الضرب T Delta S له نفس وحدات الطاقة مثل Delta H بمجرد التعبير عن Delta S كطاقة لكل كلفن في عائلة الوحدات المطابقة، فيصبح فرقهما تغيّر طاقة حرة معرّفاً جيداً.
فيزيائياً يلتقط الإنثالبي الحرارة المتبادلة عند ضغط ثابت بينما يعبّر حد T Delta S عن الجزء من الطاقة المرتبط بإنتاج الإنتروبي أو استهلاكه؛ والطاقة الحرة هي ما يبقى متاحاً للعمل المفيد بعد عمل التوسع. اتفاقيات الإشارة تتبع كتب الكيمياء: Delta H السالب طارد للحرارة، وDelta S الموجب يزيد اللانظام، والجمع يمكن أن يجعل Delta G سالباً حتى للعمليات الماصة للحرارة إذا تعاونت درجة الحرارة والإنتروبي. يجب ألا تكون درجة الحرارة المطلقة سالبة؛ قيم الكلفن دون الصفر تُرفض لأنها خارج مقياس درجة الحرارة الديناميكي الحراري المستخدم في هذه الصيغة.
يُقبل صفر كلفن كحالة حد رياضية ويعطي Delta G مساوياً Delta H. الحقول الناقصة والسلاسل غير الرقمية وNaN وInfinity تفشل في التحقق قبل أي حساب.
أين تظهر حسابات طاقة جيبس الحرة في العمل الحقيقي
تكلّف مقررات الكيمياء العامة والكيمياء الفيزيائية جداول إشارات Delta G بلا نهاية، وعتبات درجة حرارة تنقلب عندها العفوية، ومقارنات تفاعلات مدفوعة بالإنثالبي مقابل الإنتروبي؛ وأوراكل موثوق واحد يعيد الرقم وصنف العفوية يسرّع التصحيح وإعداد العروض. يقدّر مهندسو العمليات الذين يفرزون شروط التفاعل عند ضغط ثابت ما إذا كان مسار مرشح مواتياً ديناميكياً حرارياً قبل الاستثمار في الحركية أو دراسات الحفاز. يقارن باحثو المواد والبطاريات تغيّرات الطاقة الحرة لتحوّلات صلبة متنافسة عند درجة حرارة التشغيل.
تقيّم نماذج البيئة والكيمياء الجيولوجية ألفة ذوبان أو ترسيب المعادن بنفس العلاقة الأيزوثرمية بمجرد توافر جداول Delta H وDelta S. إذا احتجتم لاحقاً فقط إلى تغيّر الإنتروبي من الحرارة على درجة الحرارة، أو تكاملات السعة الحرارية، أو ثوابت اتزان van't Hoff، أو طاقات حرة تكوينية مجدولة من قواعد بيانات، فاعاملوها كنيات بحث وصفحات هبوط منفصلة بدل إثقال صفحة حاسبة جيبس الأيزوثرمية هذه.
حالات الاستخدام
مفاتيح إجابة الواجبات والامتحانات
احسبوا ΔG وصنف العفوية من مجموعات ΔH وΔS وT في الكتاب حتى يشارك المعلّمون والمصحّحون الآليون حقيقة مرجعية واحدة.
مواتاة التفاعل عند درجة حرارة العملية
افرزوا ما إذا كان التفاعل عفوياً ديناميكياً حرارياً عند درجة كلفن مختارة قبل العمل الحركي أو التوسّع.
حالات مدفوعة بالإنتروبي مقابل الإنثالبي
قارنوا نتائج T العالية والمنخفضة عندما يكون لـ ΔH وΔS إشارات متعاكسة ويمكن لحد TΔS أن يعكس إشارة ΔG.
الأسئلة الشائعة
ما الصيغة التي تستخدمها حاسبة طاقة جيبس الحرة هذه؟
العلاقة الأيزوثرمية ΔG = ΔH − TΔS. تقدّمون تغيّر الإنثالبي وتغيّر الإنتروبي ودرجة الحرارة المطلقة بالكلفن؛ وتعيد الاستجابة ΔG وحاصل الضرب الوسيط TΔS وتسمية العفوية.
ماذا يحدث إذا كانت درجة الحرارة سالبة؟
لا يمكن أن تكون درجة الحرارة المطلقة بالكلفن سالبة؛ والكلفن السالب غير صالح فيزيائياً لهذه الصيغة.
ما الوحدات التي ينبغي استخدامها لـ ΔH وΔS؟
أي عائلة وحدات طاقة متسقة. إذا كان ΔH بـ kJ/mol فاستخدموا ΔS بـ kJ/(mol·K). وإذا كان ΔH بـ J/mol فاستخدموا ΔS بـ J/(mol·K). الحاسبة لا تحوّل بين الكيلوجول والجول نيابةً عنكم.
هل يمكن أن يكون التفاعل الماص للحرارة عفويًا؟
نعم. حتى لو كان ΔH موجبًا قد يصبح ΔG سالبًا إذا زادت الإنتروبيا وكانت درجة الحرارة مرتفعة بما يكفي ليتجاوز الحد TΔS قيمة الإنثالبي. وتعرض الحاسبة الحدين منفصلين.
كيف تُحدَّد عفوية التفاعل؟
تُحدَّد بإشارة ΔG. إذا كانت سالبة فالتفاعل الأمامي عفوي، وإذا كانت موجبة فالاتجاه العكسي هو المفضل، وإذا كانت صفرًا فالنظام في حالة اتزان عند تلك الدرجة.
أدوات ذات صلة
للمطوّرين — الوصول عبر API
كل ما في هذه الصفحة متاح برمجيًا. هذا القسم موجّه للفرق التقنية التي تريد ربط الأداة بأنظمتها الخاصة؛ بقية المستخدمين يمكنهم استخدام الأداة أعلاه مباشرة دون الحاجة لقراءة ما يلي.
الـEndpoint
صادِق على طلبك بترويسة Bearer، وأرسل طلب POST واحدًا لتدخل مهمتك قائمة التنفيذ فورًا؛ ثم تستلم النتيجة عبر webhook أو رابط موقّع.
استدعِ الخدمة من بيئتك
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/gibbs-free-energy \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"delta_h":-100,"delta_s":-0.2,"temperature_k":298.15}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/gibbs-free-energy", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"delta_h": -100,
"delta_s": -0.2,
"temperature_k": 298.15
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/gibbs-free-energy",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"delta_h": -100,
"delta_s": -0.2,
"temperature_k": 298.15
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/gibbs-free-energy", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"delta_h":-100,"delta_s":-0.2,"temperature_k":298.15}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"delta_h":-100,"delta_s":-0.2,"temperature_k":298.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/gibbs-free-energy", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)مثال على الطلب
{
"delta_h": -100,
"delta_s": -0.2,
"temperature_k": 298.15
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.gibbs_free_energy",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}الواجهة غير متزامنة: تستلم task_id فور الإرسال، ويمكنك الاستعلام عن الحالة بمعدل طلب واحد في الثانية.
الأسعار
السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.
الأخطاء
| HTTP | الرمز | المعنى |
|---|---|---|
401 | unauthorized | مفتاح الوصول مفقود أو غير صالح؛ تحقق من ترويسة Bearer في طلبك. |
402 | insufficient_balance | رصيدك لا يكفي لتنفيذ هذه المهمة؛ أعد شحن الرصيد ثم أعد المحاولة. |
404 | unknown_type | نوع المهمة المطلوب غير موجود في الكتالوج — راجع الاسم المرسل في الطلب. |
429 | rate_limited | تجاوزت الحد المسموح من الطلبات؛ انتظر قليلًا ثم أعد المحاولة. |
ملاحظات تقنية
كيف تُحسب طاقة جيبس الحرة من ΔH وΔS وT
المسار كله حساب عائم حتمي بلا بذور عشوائية ولا طوابع ساعة ولا استدعاءات شبكة ولا انحراف نموذج، فالأرقام المتطابقة تنتج دائماً نفس JSON.
ما الذي ترسلونه وما الذي تستعيدونه
سلسلتا formula وmethod توثّقان الصيغة المغلقة للمراجعات والشرائح التعليمية. تشمل الفحوص الكلاسيكية قيماً عند درجة حرارة الغرفة قرب مئتين وثمانية وتسعين نقطة واحد خمسة كلفن بإنثالبي سالب كبير وإنتروبي متواضع، وحالات عالية الحرارة مدفوعة بالإنتروبي حيث يتغلب Delta S الموجب على Delta H الموجب، وحافة الاتزان حيث يساوي Delta H تمامًا T Delta S. اربطوا نموذج المتصفح المجاني للواجبات والفحوص السريعة، ثم استدعوا العقد نفسه من سكربتات عند الحاجة إلى مفاتيح إجابة جماعية أو ثوابت انحدار. أرسلوا ثلاثة أرقام محدودة تحت الحقول delta_h وdelta_s وtemperature_k. الحقول الثلاثة إلزامية. delta_h هو تغيّر الإنثالبي بوحدة الطاقة التي تختارونها مثل كيلوجول لكل مول أو جول لكل مول. delta_s هو تغيّر الإنتروبي بطاقة لكل كلفن بنفس عائلة وحدة الطاقة، مثلاً كيلوجول لكل مول لكل كلفن عندما يكون delta_h بالكيلوجول لكل مول. temperature_k هي درجة الحرارة المطلقة بالكلفن ويجب أن تكون أكبر من أو تساوي صفراً؛ أي قيمة سالبة تفشل بـ invalid_input ورسالة بأن درجة الحرارة المطلقة لا يمكن أن تكون دون الصفر. عند النجاح تُعيد الاستجابة المدخلات المنظّفة، وتبلغ t_delta_s كحاصل ضرب درجة الحرارة وتغيّر الإنتروبي، وتبلغ delta_g كـ Delta H ناقص ذلك الحاصل، وتضبط spontaneity على spontaneous عندما يكون Delta G سالباً، وnon_spontaneous عندما يكون موجباً، أو equilibrium عندما يكون Delta G صفراً عددياً ضمن تسامح عائم ضئيل. تسعير استدعاءات API الناجحة هو الأساس المنشور $0.002 لكل بند؛ وفشل التحقق لا يستهلك رصيداً مدفوعاً مسبقاً.
أين تظهر حسابات طاقة جيبس الحرة في العمل الحقيقي
لأن هذه القدرة محرك تحليل خالص، يكون تسعير API الأساس المنشور $0.002 لكل بند ناجح ولا يستهلك فشل التحقق الرصيد.
أسئلة تقنية
كيف تُقرَّر العفوية؟
عند درجة حرارة وضغط ثابتين يُوسم ΔG < 0 بـ spontaneous وΔG > 0 بـ non_spontaneous وΔG ≈ 0 بـ equilibrium. الحركية والأنشطة غير القياسية خارج النطاق.
كم التكلفة؟
أداة المتصفح مجانية وتعمل محلياً. تستخدم طلبات API رصيد KIT المدفوع مسبقاً بسعر $0.002 لكل بند ناجح؛ والإدخال غير الصالح لا يُحاسب.