تغير الطاقة الداخلية: ΔU = Q − W مجاناً
طبّق القانون الأول في خطوة واحدة: امتصاص 500 جول من الحرارة مع بذل النظام 200 جول من شغل التمدد يعطي تغيرًا في الطاقة الداخلية قدره 300 جول، مع ملاحظة عن معنى الإشارة. مجاني في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- الحرارة
- 500
- الشغل
- 200
- Q
- 500
- Q
- 500
- الحرارة المضافة
- 500
- W
- 200
تطبّق حاسبة تغير الطاقة الداخلية القانون الأول للديناميكا الحرارية على نقلتَي طاقة تعرفونهما مسبقاً: الحرارة المضافة إلى نظام مغلق والشغل الذي يؤديه ذلك النظام على المحيط. أدخلوا Q وW بأي وحدة طاقة متسقة—جول أو كيلوجول أو سعرة—فتعيد الأداة ΔU مساوياً لـ Q ناقص W، وأسماء حقول معكوسة لـ delta U، وسلسلة صيغة، وتفسيراً موجزاً لإشارة ΔU، واستبدالاً خطوة بخطوة يمكن لصقه في دفاتر المختبر أو الواجبات أو الاختبارات الآلية.
ما يقوله القانون الأول عن ΔU والحرارة والشغل
لنظام ديناميكي حراري مغلق ينص القانون الأول على أن تغير الطاقة الداخلية يساوي الحرارة المضافة إلى النظام ناقص الشغل الذي يؤديه النظام عند استخدام اتفاقية الكيمياء الشائعة للشغل. بالرموز، delta U يساوي Q ناقص W. الطاقة الداخلية U دالة حالة: تهم فقط الحالتان الابتدائية والنهائية لـ ΔU، بينما يعتمد Q وW على المسار.
الحرارة موجبة عندما تدخل الطاقة النظام كحرارة وسالبة عندما تخرج الحرارة. الشغل موجب عندما يتمدد النظام أو يؤدي شغلاً على المحيط وسالب عندما يؤدي المحيط شغلاً صافياً على النظام، مثلاً في الانضغاط. طرح W من Q يحاسب الطاقة التي تغادر كشغل.
يهتم المعلمون والمصححون الآليون باتفاقيات الإشارة كما بالحساب: على طالب يعامل W كشغل مُنجَز على النظام أن يعكس إشارة W قبل استخدام هذه الأداة، لأن الصيغة المنشورة دائماً ΔU تساوي Q ناقص W_by. أرقام صفية نموذجية تشمل امتصاص خمسمائة جول حرارة مع أداء مائتي جول شغل تمدد، فينتج ΔU يساوي ثلاثمائة جول، أو إطلاق حرارة أثناء الانضغاط مما قد يعطي ΔU موجباً أو سالباً حسب المقادير.
يعيد مسار التحقق حساب Q ناقص W بنفس التقريب الثابت للحقول المنشورة، فتحمل الاستجابة الناجحة دائماً خطوات يمكن التأكيد عليها في اختبارات أو أوراق عمل أو تقارير ديناميكا حرارية عن القانون الأول.
نصائح عملية وحدود وبحث كيمياء حرارية
حافظوا على وحدات طاقة متسقة مع تقريركم: إن كان Q وW بالكيلوجول فـ ΔU بالكيلوجول؛ خلط الجول مع الكيلوجول دون تحويل يسيء قياس الإجابة بصمت لأن هذه الأداة لا تحوّل الوحدات. فضّلوا إرسال أعداد لا سلاسل مسبقة التنسيق عندما تتحكمون بالعميل؛ تُقبل الأعداد النصية فقط عندما تطابق نمطاً عددياً منتهياً صارماً.
تستهدف هذه الصفحة من يبحث عن حاسبة تغير طاقة داخلية أو القانون الأول ΔU يساوي Q ناقص W أو مساعدة واجب حرارة وشغل أو delta U عبر الإنترنت؛ وليست أداة كفاءة دورة كاملة ولا مكامل عمليات غاز مثالي من مسارات P-V ولا حالّ درجة حرارة مسعر يبني Q من الكتلة والحرارة النوعية. فضّلوا هذه القدرة حين لديكم Q وW باتفاقية شغل النظام وتحتاجون فقط ΔU؛ وإن عرّف كتابكم W كشغل على النظام فانفوا W أولاً أو أعيدوا الترتيب خارج الخط.
حالات الاستخدام
مراجعة واجبات ΔU = Q − W
يدخل الطلاب الحرارة المضافة وشغل النظام من مسائل الكتاب ويقارنون ΔU والإشارة بنتيجة حتمية قبل التسليم.
ميزان طاقة في دفتر المختبر
حوّلوا Q المقاس أو المقدّر وشغل التمدد إلى تغير طاقة داخلية لتقارير الكيمياء العامة أو الفيزياء التمهيدية.
اختبارات وحدوية لحالّات ديناميكا حرارية
ولّدوا حالات معروفة لـ ΔU موجب وسالب وصفر ورفوضاً غير عددية متعمدة لقيم متوقعة في أدوات الكيمياء.
الأسئلة الشائعة
أي صيغة تستخدم حاسبة الطاقة الداخلية؟
القانون الأول باتفاقية الكيمياء ΔU = Q − W، حيث Q الحرارة المضافة إلى النظام وW الشغل الذي يؤديه النظام.
ماذا لو عرّف كتابي W كشغل على النظام؟
تلك الاتفاقية تستخدم ΔU = Q + W_on. انفوا قيمة الشغل قبل استدعاء هذه الأداة، أو استخدموا ΔU = Q + W مع W_on خارج الخط.
أي وحدات أستخدم لـ Q وW؟
أي وحدة طاقة متسقة (J، kJ، cal، …). لا تحوّل الأداة الوحدات؛ يُعاد ΔU بنفس وحدة مدخلاتكم.
ماذا يعني أن تكون ΔU سالبة؟
يعني أن الطاقة الداخلية للنظام انخفضت، أي أن الطاقة التي خرجت على شكل شغل أو حرارة أكبر مما دخل. وتعني ΔU الموجبة دخول طاقة صافية، ويعني الصفر أن التبادلين متوازنان.
هل يؤثر المسار بين الحالتين في ΔU؟
لا، فالطاقة الداخلية دالة حالة لا يهم فيها إلا الحالتان الأولى والأخيرة. أما الحرارة والشغل فيعتمدان على المسار، لذا أدخل قيمتي العملية نفسها معًا.
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/internal-energy-change \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"heat":500,"work":200}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/internal-energy-change", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"heat": 500,
"work": 200
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/internal-energy-change",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"heat": 500,
"work": 200
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/internal-energy-change", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"heat":500,"work":200}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"heat":500,"work":200}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/internal-energy-change", 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
{
"heat": 500,
"work": 200
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.internal_energy_change",
"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.
الحدود
max_abs | 1000000000000 |
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
تُرفض المدخلات غير العددية بخطأ واضح invalid_input كي لا يصبح قيمة ناقصة أو تسمية وحدة أو خطأ مطبعي أبداً NaN في تقرير. المسار حساب حتمي خالص—بلا شبكة ولا بذور عشوائية ولا اعتماد على ساعة الجدار—فيعيد مشغّل المتصفح المجاني وAPI مسبوقة الدفع نفس JSON بعد التقريب العشري الثابت في كل استدعاء لفحوصات القانون الأول في الكيمياء والفيزياء.
كيف تستدعون الـ API وماذا يعود
يجب أن يكون الحقلان أعداداً منتهية؛ تُرفض السلاسل الفارغة وتسميات النص الخالص والكائنات والرموز غير العددية. أرسلوا جسم JSON برقمين منتهيين إلزاميين: heat (أسماء بديلة q, Q, heat_added, heat_transfer وheat_in) وwork (أسماء بديلة w, W, work_done, work_by_system وwork_out). يجب أن تبقى القيم المطلقة ضمن الحد المنشور تريليون واحد لتظل الفرق منتهية بدقة IEEE المزدوجة على Worker وفي المتصفح. عند النجاح تُرجع الاستجابة heat وwork مقربين، وتعكسهما كـ q وQ وheat_added وw وW وwork_done وwork_by_system، وتعيّن internal_energy_change وdelta_u وdelta_U وdU وDelta_U لنفس النتيجة المقربة، وformula إلى السلسلة ΔU يساوي Q ناقص W، وequation إلى سلسلة استبدال مملوءة، وinterpretation إلى ملاحظة موجزة عما إذا زادت الطاقة الداخلية أو نقصت أو بقيت، وmessage إلى سطر ملخص، وsteps إلى مصفوفة مرتبة من أسطر الحساب. التحقق الفاشل—حقول ناقصة أو أعداد غير منتهية أو سلاسل غير عددية أو قيم خارج الحدود المطلقة أو فرق غير منتهٍ—يعيد invalid_input ولا يُحاسب أبداً. التسعير $0.002 ثابت لكل طلب ناجح بوحدة item وسعر وحدوي هامشي صفر.
نصائح عملية وحدود وبحث كيمياء حرارية
عند تدريس الكيمياء أو الفيزياء اقرنوا أمثلة: Q يساوي خمسمائة وW يساوي مائتين يستعيد ΔU يساوي ثلاثمائة بتفسير موجب؛ Q يساوي سالب مائة وW يساوي خمسين يستعيد ΔU يساوي سالب مائة وخمسين؛ تساوي الحرارة والشغل يعطي ΔU صفراً؛ وأرسلوا عمداً سلسلة غير عددية لـ heat أو work لإظهار مسار invalid_input الصارم الذي يحمي من مدخلات تالفة. المهام الفاشلة التي تعيد invalid_input لا تستهلك رصيداً مسبوق الدفع، فتبقى سكربتات الاستكشاف رخيصة حين يرسل المتعلمون رموزاً سيئة عمداً. فحوصات الذهاب والإياب سهلة: أعيدوا حساب Q ناقص W يدوياً وأكّدوا المساواة مع internal_energy_change المنشور ضمن نفس التقريب إلى اثنتي عشرة خانة، وأكّدوا أن ΔU زائد W يستعيد الحرارة الأصلية ضمن ذلك التقريب للتحقق من تقرير المختبر.
أسئلة تقنية
ماذا يحدث مع إدخال غير عددي؟
الحقول الناقصة والسلاسل الفارغة والنص الخالص أو القيم غير المنتهية الأخرى تعيد invalid_input ولا تُحاسب أبداً.
هل حاسبة تغير الطاقة الداخلية مجانية؟
أداة المتصفح مجانية وتعمل محلياً. تستدعي استدعاءات API رصيد KIT مسبوق الدفع بـ $0.002 لكل طلب ناجح؛ والمهام الفاشلة لا تُحاسب أبداً.