ギブス自由エネルギー計算機
ΔHが−100 kJ/mol、ΔSが−0.2 kJ/(mol·K)、温度が298.15 KのときΔGは−40.37 kJ/molで、反応は自発的です。3つの値を入力すれば、ΔGとTΔSの項（−59.63）と判定が分かります。ブラウザで無料で使えます。
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計算例
- Δh
- -100
- Δs
- -0.2
- 温度（K）
- 298.15
- T·ΔS
- -59.63
- Δg
- -40.37
- 自発性
- spontaneous
ギブス自由エネルギーは、定温定圧で化学過程や物理過程が自発的に進めるかどうかを示します。定義となる等温関係は Delta G が Delta H から T と Delta S の積を引いたものです。エンタルピー変化が熱に似た駆動項、絶対温度とエントロピー変化の積が無秩序項、その差が膨張仕事以外に使える自由エネルギーです。Delta G が負ならその条件下で正方向は自発的、正なら逆が有利、ゼロならその温度で平衡です。この計算機は有限数三つ—エンタルピー変化、エントロピー変化、ケルビン温度—を受け取り、中間の T Delta S 積と明確な自発性ラベルとともに Delta G を返し、物理的に無効な負のケルビン温度は無意味な結果を作らず拒否します。Delta H と Delta S のエネルギー単位を一致させてください（例：ともにキロジュール毎モル、またはともにジュール毎モルでエントロピー単位も対応）。
ΔH・ΔS・T からギブス自由エネルギーを計算する方法
定温でのギブス自由エネルギー変化の古典的な熱力学恒等式から始めます。Delta G は Delta H から T と Delta S の積を引いたものです。ここで Delta H は過程のエンタルピー変化、Delta S は系のエントロピー変化、T はケルビンスケールの絶対温度です。
Delta S を対応する単位族でエネルギー毎ケルビンとして表せば、T Delta S は Delta H と同じエネルギー単位になり、差は明確に定義された自由エネルギー変化になります。
物理的にはエンタルピーが定圧でやり取りされる熱を捉え、T Delta S 項はエントロピーの生成や消費に縛られたエネルギー部分を担い、自由エネルギーは膨張仕事を超えて有用仕事に使える残りです。符号の慣習は標準の化学教科書に従います。
負の Delta H は発熱、正の Delta S は無秩序の増加であり、温度とエントロピーが協力すれば吸熱過程でも Delta G を負にできます。絶対温度は負であってはならず、ゼロ未満のケルビンは本式で用いる熱力学温度スケールの外にあるため拒否されます。ゼロケルビンは数学的な端点として受け入れられ、Delta G は Delta H に等しくなります。
ギブス自由エネルギー計算が実作業で現れる場面
一般化学と物理化学の授業は、無限に続く Delta G 符号表、自発性が反転する温度閾値、エンタルピー駆動対エントロピー駆動の反応比較を課します。数値と自発性クラスの両方を返す信頼できる単一のオラクルは採点とデモ準備を速めます。定圧で反応条件を選別するプロセス技術者は、速度論や触媒研究に投資する前に候補経路が熱力学的に有利かを見積もります。
材料・電池研究者は動作温度での競合する固相変態の自由エネルギー変化を比較します。環境・地球化学モデルは表の Delta H と Delta S が手元にあれば同じ等温関係で鉱物の溶解や沈殿の親和性を評価します。
後で熱を温度で割ったエントロピー変化だけ、熱容量積分、van't Hoff の平衡定数、データベースからの表の生成自由エネルギーが必要なら、この等温ギブス計算機ページを過負荷にせず別の検索意図とランディングとして扱ってください。
活用例
宿題・試験の解答キー
教科書の ΔH・ΔS・T セットから ΔG と自発性クラスを計算し、教師と自動採点が一つの正解を共有できるようにします。
プロセス温度での反応有利性
速度論やスケールアップ作業の前に、選んだケルビン温度で反応が熱力学的に自発かどうかを選別します。
エントロピー駆動対エンタルピー駆動の事例
ΔH と ΔS が反対符号で TΔS 項が ΔG の符号を反転しうるとき、高温と低温の結果を比較します。
よくある質問
このギブス自由エネルギー計算機はどの式を使いますか？
等温関係 ΔG = ΔH − TΔS です。エンタルピー変化、エントロピー変化、ケルビンの絶対温度を与えると、応答は ΔG、中間の TΔS 積、自発性ラベルを返します。
温度が負のときはどうなりますか？
ケルビンの絶対温度は負にできず、負のケルビンはこの式では物理的に無効です。
ΔH と ΔS にはどの単位を使うべきですか？
一貫したエネルギー単位族なら何でも構いません。ΔH が kJ/mol なら ΔS は kJ/(mol·K)、ΔH が J/mol なら ΔS は J/(mol·K) です。計算機はキロジュールとジュールを自動変換しません。
吸熱反応でも自発的に進むことはありますか？
あります。ΔHが正でも、エントロピーが増え温度が十分に高ければ、TΔSの項がエンタルピーを上回りΔGは負になります。計算機は2つの項を分けて表示するので確かめやすいです。
自発性はどのように判定されますか？
ΔGの符号で判定します。負なら正反応が自発的、正なら逆向きが有利、ゼロならその温度で平衡にあります。計算結果と一緒に、この判定がそのまま表示されます。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
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)リクエスト例
{
"delta_h": -100,
"delta_s": -0.2,
"temperature_k": 298.15
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.gibbs_free_energy",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
無料ブラウザツールと有料 API は一つの純粋な同型関数を共有するため、宿題デモと自動パイプラインが同じ入力で食い違うことはありません。
ΔH・ΔS・T からギブス自由エネルギーを計算する方法
パイプライン全体は決定的な浮動小数点算術で、乱数シードも壁時計タイムスタンプもネットワーク呼び出しもモデルドリフトもなく、同一の数値は常に同一の JSON を生みます。欠落フィールド、非数値文字列、NaN、Infinity は算術の前に検証で失敗します。
送るものと返ってくるもの
formula と method の文字列は監査と教材スライド用に閉形式を文書化します。定番の検算は、二百九十八点一五ケルビン付近の室温で大きな負のエンタルピーと控えめなエントロピー、正の Delta S が正の Delta H を上回る高温のエントロピー駆動例、Delta H が T Delta S に正確に等しい平衡端点を含みます。宿題と素早い健全性確認には無料ブラウザフォームを配線し、一括の解答キーや回帰フィクスチャが必要なときはスクリプトから同一契約を呼び出してください。フィールド delta_h、delta_s、temperature_k の下に有限数三つを送ってください。三つとも必須です。 delta_h は選んだエネルギー単位でのエンタルピー変化で、キロジュール毎モルやジュール毎モルなどです。delta_s は同じエネルギー単位族でのエネルギー毎ケルビンのエントロピー変化で、例えば delta_h がキロジュール毎モルならキロジュール毎モル毎ケルビンです。temperature_k はケルビンの絶対温度でゼロ以上でなければならず、負の値は absolute temperature cannot be below zero に相当するメッセージとともに invalid_input で失敗します。成功時は清掃済み入力をエコーし、t_delta_s を温度とエントロピー変化の積として、delta_g をその積を Delta H から引いた値として報告し、Delta G が負なら spontaneity を spontaneous、正なら non_spontaneous、微小な浮動小数点公差内で数値ゼロなら equilibrium に設定します。成功した API 呼び出しの料金は公開の基準 $0.002 毎項目で、検証失敗は前払い残高を消費しません。
ギブス自由エネルギー計算が実作業で現れる場面
この能力は純粋な解析エンジンなので、API 料金は成功項目ごとに公開基準 $0.002 で、検証失敗は残高を消費しません。
技術的な質問
自発性はどう決まりますか？
定温定圧では ΔG < 0 を spontaneous、ΔG > 0 を non_spontaneous、ΔG ≈ 0 を equilibrium とラベルします。速度論と非標準活量は範囲外です。
費用はいくらですか？
ブラウザツールは無料でローカル実行です。API リクエストは成功項目ごとに $0.002 の前払い KIT 残高を使い、無効入力は課金されません。