ثابت الاتزان من جهد الخلية
اكتشف كيف يحدد جهد الخلية ثابت اتزانها: خلية دانيال بجهد 1.1 فولت وإلكترونين عند 298.15 كلفن يبلغ ثابت اتزانها نحو 10³⁷. وتحصل أيضًا على ln K وlog K والتغير القياسي في الطاقة الحرة. مجاني في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- جهد الخلية القياسي E°
- 1.1
- N
- 2
- درجة الحرارة المطلقة بالكلفن
- 298.15
- K
- 15,406,269,312,702,256,000,000,000,000,000,000,000
- لوغاريتم طبيعي لـ K
- 85.6278378726
- لوغاريتم عشري لـ K
- 37.1876974854
- log10 K صفّي
- 37.1876974854
جهد الخلية القياسي ليس مجرد قراءة على مقياس متعدد؛ فهو يثبّت ثابت اتزان تفاعل الخلية المتوازن عبر جسر الطاقة الحرة ΔG° يساوي ناقص n F E° يساوي ناقص R T ln لـ K. بمعرفة E° بالفولت، وعدد الإلكترونات n من أنصاف التفاعل، ودرجة الحرارة المطلقة T بالكلفن، تعيد هذه القدرة K وln لـ K ولوغاريتم الأساس عشرة لـ K وΔG° بصيغة SI حتمية—بلا جداول ولا شبكة ولا انحراف عشوائي. يستخدمها الطلاب للتحقق من تمارين خلايا دانيال وخلايا التركيز؛ وتثبّت برمجيات المختبر ومنصات التدريس العقد نفسه لتدريبات الكهروكيمياء ذات التصحيح الآلي.
ما تحتاجونه: الجهد القياسي E° والإلكترونات n ودرجة الحرارة T
ابدؤوا من تفاعل أكسدة-اختزال متوازن للخلية وثلاثة أرقام فقط. أولًا جهد الخلية القياسي E° بالفولت—القوة الدافعة المجدولة عندما يكون كل نوع عند نشاط وحدوي، وغالبًا من جداول جهود الاختزال عند خمس وعشرين درجة مئوية أو مقيسة في الشروط القياسية. ثانيًا n، مولات الإلكترونات الملغاة بين نصفي تفاعل الأكسدة والاختزال؛ لخلية دانيال الكلاسيكية زنك–نحاس يساوي n اثنين.
ثالثًا درجة الحرارة المطلقة T بالكلفن للحالة المطلوبة؛ مئتان وثمانية وتسعون فاصلة واحد خمسة كلفن هو المعيار المخبري المعتاد، لكن أي قيمة موجبة تمامًا مقبولة لتبقى نماذج البطاريات متساوية الحرارة وتقديرات العمليات الساخنة صادقة. يطبّق المحرك ln لـ K يساوي n F E° على R T، ثم K تساوي أس ذلك اللوغاريتم الطبيعي، مع ثابت الغازات R وثابت فاراداي F ثابتين بوحدات SI.
وبما أن ΔG° يساوي ناقص n F E° يساوي ناقص R T ln لـ K، فإن E° الموجب يعطي K أكبر من واحد وتفاعلًا قياسيًا تلقائيًا، بينما E° السالب يعطي K أصغر من واحد.
قراءة K واللوغاريتمات والطاقة الحرة وصيغة log-عشرة الصفّية
عند النجاح تعيد الاستجابة e0 وn وT، ثم تبلغ عن K كثابت اتزان ديناميكي حراري بلا أبعاد عندما يبقى الأس محدودًا. يعرض ln_K وlog10_K كلا اللوغاريتمين لبرمجيات التصحيح التي تتحقق من الخطوات الوسيطة دون إعادة بناء exp. يعيد log10_K_classroom حساب n مرات E° مقسومًا على الميل (R T ln لعشرة) على F ويجب أن يطابق log10_K ضمن ضوضاء الفاصلة العائمة العادية، ما يوفّر تحققًا متقاطعًا للدروس التي تعلّم أن لوغاريتم الأساس عشرة لـ K يساوي n E° على صفر فاصلة صفر خمسة تسعة تقريبًا عند حرارة الغرفة.
يسرد constants قيمتي R وF مع الوحدات ليعرف مؤلفو الاختبارات أي قيم SI استُخدمت.
استدعوا الحاسبة المجانية في المتصفح لثابت الاتزان من جهد الخلية لفحص الواجبات وعروض المحاضرات والحدس السريع حول كيف تُترجم ملي فولتات القوة الدافعة إلى قوى عشرية هائلة في K دون تثبيت جدول أو نظام جبر حاسوبي. اقرنوا هذه النقطة الطرفية بحاسبة معادلة نرنست عندما تحتاجون لاحقًا جهد خلية غير قياسي من حاصل مقاس، أو بأدوات ثابت الاتزان المعتمدة على التراكيز عندما تُبنى K من قوائم الأنواع لا من القوة الدافعة.
حافظوا على T موجبة تمامًا وn غير صفري؛ قد تجعل قيم E° الموجبة القصوى K تساوي null عند الفيض، لكن اللوغاريتمات تبقى قناة التدوين العلمي الموثوقة للعرض. تتبع مدخلات المصدر قواعد الاحتفاظ نفسها لعناصر parse الأخرى في KIT، والنتائج آمنة للتثبيت في اختبارات التكامل المستمر لأن الخوارزمية حتمية بالكامل.
حالات الاستخدام
دفاتر المختبر ونماذج البطاريات
تستدعي مختبرات الكهروكيمياء ومحاكيات البطاريات الخفيفة نقطة طرفية مدفوعة مسبقًا ومستقرة لـ K الديناميكية الحرارية من قوة دافعة مقيسة أو مجدولة دون إعادة تنفيذ R وF وexp في كل لغة.
الأسئلة الشائعة
كيف يُحسب ثابت الاتزان من جهد الخلية؟
تتضمن الاستجابة K وln_K وlog10_K وΔG° من K = exp(nFE°/(RT)).
ماذا يحدث إذا كانت درجة الحرارة صفرًا أو سالبة؟
تجعل T غير الموجبة حاصل RT غير معرّف للعلاقة الديناميكية الحرارية، فيرفض المحرك الإدخال ولا يفرض رسومًا.
أي ثوابت R وF تستخدمها الحاسبة؟
تُعاد تحت constants في كل استجابة ناجحة للاستشهاد في دفتر المختبر.
ما الفرق عن حاسبة معادلة نرنست؟
تحوّل هذه القدرة القوة الدافعة القياسية إلى ثابت الاتزان K. تحوّل حاسبة نرنست E° وn وQ إلى جهد الخلية غير القياسي E. كهروكيمياء مرتبطة، لكن نية البحث والمخرجات مختلفة.
ماذا يعني جهد قياسي سالب؟
يعني أن ثابت الاتزان أصغر من واحد، فلا يحدث تفاعل الخلية كما كُتب تلقائيًا في الظروف القياسية. أما الجهد الموجب فيعطي ثابتًا أكبر من واحد وتفاعلًا تلقائيًا.
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/equilibrium-constant-from-emf \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"e0":1.1,"n":2,"T":298.15}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/equilibrium-constant-from-emf", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"e0": 1.1,
"n": 2,
"T": 298.15
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/equilibrium-constant-from-emf",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"e0": 1.1,
"n": 2,
"T": 298.15
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/equilibrium-constant-from-emf", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"e0":1.1,"n":2,"T":298.15}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"e0":1.1,"n":2,"T":298.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/equilibrium-constant-from-emf", 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
{
"e0": 1.1,
"n": 2,
"T": 298.15
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.equilibrium_constant_from_emf",
"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
تُرفض درجة الحرارة غير الموجبة بوصفها invalid_input لأن حاصل R T لن يعرّف حالة ديناميكية حرارية.
ما تحتاجونه: الجهد القياسي E° والإلكترونات n ودرجة الحرارة T
المدخلات المتطابقة تنتج دائمًا JSON متطابقًا: المسار حساب بحت بلا شبكة ولا بذرة عشوائية ولا ساعة جدارية. تقبل أسماء الحقول البديلة E0 وemf وelectrons وtemperature وkelvin حتى تحافظ محللات الواجبات وعروض SDK على أسماء مألوفة دون إعادة كتابة الحمولة.
قراءة K واللوغاريتمات والطاقة الحرة وصيغة log-عشرة الصفّية
يبلغ delta_G وdelta_G_kJ عن تغيّر الطاقة الحرة القياسي بالجول لكل مول والكيلوجول لكل مول حتى يستشهد دفتر المختبر بأي وحدة دون تحويل ثانٍ. slope_log10 هو العامل الصفّي المألوف عند درجة الحرارة المطلوبة؛ ويظهر nFE وRT بسط ومقام الأس للتشخيص. يوسِم formula وmethod المسار بـ equilibrium_constant_from_emf للتفرع لاحقًا دون استشعار الأشكال. عندما يكون E° وn كبيرين بحيث يتجاوز exp نطاق المضاعف IEEE، تُعاد K كـ null مع overflow true بينما يبقى ln_K وlog10_K محدودين وقابلين للاستخدام. الحقول المطلوبة الناقصة والأرقام غير المحدودة والإلكترونات الصفرية وT غير الموجبة تفشل بـ invalid_input ولا تُحسب بعد رفض المحرك.
استخدام API والتسعير وسير عمل المختبر والحدود العملية
أرسلوا جسم JSON بالحقول الرقمية المطلوبة e0 وn وT. استخدموا API المدفوعة مسبقًا عندما تحتاج منصة تدريس أو دفتر مختبر كهروكيميائي أو خدمة مصغّرة لنموذج بطارية أو مولّد منهج إلى عقد مستقر تحت رصيد KIT بسعر $0.002 لكل عنصر ناجح؛ إخفاقات التحقق لا تستهلك الرصيد بعد الرفض. يمكن لمؤلفي SDK تعيين K وln_K وlog10_K وdelta_G_kJ مباشرة إلى صفوف واجهة تعكس الأمثلة الديناميكية الحرارية المحلولة التي يكتبها الطلاب على الورق عند تحويل جهد خلية قياسي يدويًا إلى ثابت اتزان.
حالات التكامل
التحقق من الواجبات والامتحانات
يُدخل الطلاب E° وn وT لمسائل من نوع دانيال أو خلايا الوقود، ويقارنون K وΔG° بالحلول النموذجية، ويتلقون invalid_input واضحًا عند كون درجة الحرارة صفرًا أو سالبة بالخطأ.
منصات التدريس ومولّدات المناهج
ينتج مؤلفو الدروس تدريبات من القوة الدافعة إلى K بصيغة JSON منظمة لبطاقات الاستذكار والاختبارات ذات التصحيح الآلي، باستخدام widget المتصفح المجاني للعروض وAPI للتصحيح من الخادم.
أسئلة تقنية
هل حاسبة ثابت الاتزان من جهد الخلية مجانية؟
تعمل أداة المتصفح مجانًا على جهازكم. تستعمل استدعاءات API رصيد KIT المدفوع مسبقًا بسعر $0.002 لكل عنصر ناجح؛ إخفاقات التحقق لا تُحسب.