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未知の生成熱計算機

Q: このツールはデータベースから生成エンタルピーを検索しますか?

いいえ。 すべての既知のΔH_fと反応エンタルピーは自分で入力します。この計算機は単一の未知項を代数的に単離するだけです。

反応式の中で1つだけ分からない生成熱を求められます。メタンの燃焼が−890 kJ/molで、二酸化炭素が−393.5、水が−285.8、酸素が0なら、メタンは−75.1 kJ/molです。既知の分の合計も表示され、ブラウザで無料で使えます。

無料
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登録不要
データは端末の外に出ません

無料で実行 API仕様を見る

ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

計算例

入力した場合

反応エンタルピー: -890
未知係数: -1
既知係数: -2, 1, 2
既知エンタルピー: 0, -393.5, -285.8

結果

既知寄与分: -965.1
未知の生成エンタルピー: -75.1
化学種数: 4
精度: 10

この生成熱計算機は、反応エンタルピーとバランスの取れた熱化学方程式に含まれる他のすべての化学種の生成エンタルピーが既知であるとき、ある化合物の未知の標準生成エンタルピーを求めます。ヘスの法則は反応エンタルピーを、化学量論係数と生成エンタルピーの符号付き積の総和として表すため、欠けている項を求めるには、既知の寄与分を差し引いた後に1回割り算をするだけで済みます。ΔH_rxn、未知項の符号付き係数(生成物なら正、反応物なら負)、そしてキロジュール毎モルのような一致するエネルギー単位で表した既知の係数と既知のΔH_f値の2つの並列配列を入力します。本エンジンは、ネットワーク参照も乱数サンプリングも日付依存の近道もなしに、未知の生成エンタルピー、既知寄与分の合計、そして式の短い注記を返します。

ヘスの法則で求める値と結果の見方

標準生成エンタルピーとは、1モルの化合物が標準状態の単体から生成されるときのエンタルピー変化です。反応エンタルピーは、ヘスの法則を通じてこれらの表にまとめられた値と結び付きます。すなわち反応のエンタルピー変化は、すべての化学種にわたる化学量論係数と生成エンタルピーの積の総和に等しく、生成物は正、反応物は負としてカウントされます。

すべての生成エンタルピーが既知であればΔH_rxnを直接計算でき、1つの生成エンタルピーが欠けていてΔH_rxnが測定または与えられている場合は、代数的に式を整理してその欠けている項を求めます。この計算機はその式変形を行います。NIST値の表引きも、自動的な方程式のバランス調整も、複数反応にまたがるネットワーク解法もありません。

係数がゼロということは、その化合物が実際には反応に含まれていないことを意味し、その係数で割ることは未定義だからです。結合エネルギーの見積もりや熱量測定のデータ整理、複数の未知項を含む多段階ヘスサイクルの完全な解法が必要な場合は、他のツールを利用してください。

未知の生成エンタルピーが学習・実験・ソフトウェアのどこで使われるか

学生がこの式変形に出会うのは、熱化学の章が測定された燃焼エンタルピーと1つの化合物が空欄になっている生成値の表を与えるとき、実験がボンベ熱量計のΔH_rxnから生成物のΔH_fを求めさせるとき、あるいは試験がプログラム可能な数式処理システムなしで符号付き係数を与えて欠けている生成熱を要求するときです。

教員は、反応物の符号を黙って反転させたりキロジュールとジュールを混同したりする不透明なアプリを信用せずに、控えめな量論の解答例を事前に生成できます。プロセスエンジニアや材料エンジニアは、報告された反応エンタルピーが中間体の候補となる生成値と整合しているかを確認するための、プロセスシミュレーション表の前段階の簡易点検として同じ契約を利用します。

開発者はこれをスクリプトから呼び出し、熱化学ダッシュボード用の決定的なテストベクトルを用意したり、プロット前にユーザーが入力したヘスの法則の入力値を正規化したり、手書きの見積もりではなく単離されたΔH_fを要求するプログラミング課題の条件を満たしたりします。

コンテストや宿題の演習では、時間制限のもとで完全なデータブックを書き写すことなく解答を確認できる、生成エンタルピーの速いオフラインの情報源がよく必要になります。プロダクトや教育向けツールでは、学習者がΔH_rxn、未知係数、既知リストを入力し、UIが未知の生成エンタルピーと中間的な既知寄与分を表示しなければならないときに、この評価が使われます。

このページ上では処理はすべてブラウザ内で完結します。応答が返った後、データは一切保存されません。

活用例

宿題と試験の検算

符号付き化学量論係数を用いて、教科書のΔH_rxnと既知の生成値の表から未知のΔH_fを単離します。

教育・実験ソフトウェア

学習者が入力したヘスの法則の値を、プロッターやステップ解説ツール、対話式レッスン用の安定したΔH_fに正規化します。

よくある質問

反応から生成熱を求める計算機の料金はいくらですか?

このページ上でブラウザから利用する分には無料です。不正な入力には課金されません。

未知の生成エンタルピーはどのように定義されていますか?

符号付き係数(生成物は+、反応物は−)を用いてΔH_rxn = Σ ν_i·ΔH_f,iとなるため、未知の化学種uについてΔH_f,u = (ΔH_rxn − Σ_j ν_j·ΔH_f,j) / ν_uです。

未知係数がゼロの場合はどうなりますか?

化学量論係数がゼロということはその化合物が反応に含まれていないことを意味し、生成エンタルピーを単離できません(ゼロ除算になります)。

係数にはどの符号の慣例を使えばよいですか?

生成物は正、反応物は負です。例えばCH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂Oでは、ν_CH4 = −1、ν_O2 = −2、ν_CO2 = +1、ν_H2O = +2となります。

このツールはデータベースから生成エンタルピーを検索しますか?

いいえ。すべての既知のΔH_fと反応エンタルピーは自分で入力します。この計算機は単一の未知項を代数的に単離するだけです。

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

POSThttps://api.kit.forhosting.com/chem/enthalpy-of-formation-unknown

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/enthalpy-of-formation-unknown \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"reaction_enthalpy":-890,"unknown_coefficient":-1,"known_coefficients":[-2,1,2],"known_enthalpies":[0,-393.5,-285.8]}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/enthalpy-of-formation-unknown", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "reaction_enthalpy": -890,
    "unknown_coefficient": -1,
    "known_coefficients": [
      -2,
      1,
      2
    ],
    "known_enthalpies": [
      0,
      -393.5,
      -285.8
    ]
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/chem/enthalpy-of-formation-unknown",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "reaction_enthalpy": -890,
    "unknown_coefficient": -1,
    "known_coefficients": [
        -2,
        1,
        2
    ],
    "known_enthalpies": [
        0,
        -393.5,
        -285.8
    ]
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/enthalpy-of-formation-unknown", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"reaction_enthalpy":-890,"unknown_coefficient":-1,"known_coefficients":[-2,1,2],"known_enthalpies":[0,-393.5,-285.8]}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"reaction_enthalpy":-890,"unknown_coefficient":-1,"known_coefficients":[-2,1,2],"known_enthalpies":[0,-393.5,-285.8]}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/enthalpy-of-formation-unknown", 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

{
  "reaction_enthalpy": -890,
  "unknown_coefficient": -1,
  "known_coefficients": [
    -2,
    1,
    2
  ],
  "known_enthalpies": [
    0,
    -393.5,
    -285.8
  ]
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "chem.enthalpy_of_formation_unknown",
  "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

1リクエストあたり$0.002

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。

制限

`max_abs_value`	1000000000000000
`max_species`	50

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

熱化学の宿題や実験の検算、試験対策にはこのページでブラウザから無料で利用できるほか、CIやチュータリングソフト、授業のデモで再現性のあるヘスの法則データが必要な場合は、成功したリクエストごとに$0.002でAPIを呼び出せます。

ヘスの法則が単離するものと、レスポンスに含まれる内容

既知のΔH_rxnとしてreaction_enthalpyを、対象化合物の符号付き化学量論係数としてunknown_coefficientを、残りのすべての化学種の符号付き係数としてknown_coefficientsを、同じエネルギー単位での生成エンタルピーとしてknown_enthalpiesを渡します。レスポンスは検証後にこれらの入力をそのまま返し、各既知の係数とそのエンタルピーの積の総和としてknown_contributionを報告し、単離された結果としてunknown_formation_enthalpyを返し、未知項を含む化学種の総数をカウントし、メソッドをhess_unknown_formationとしてタグ付けし、精度を記録し、式を再掲します。エンジンは未知項について有限の浮動小数点ΔH_fを評価するか、invalid_inputで入力を拒否するかのどちらかです。拒否されるケースには、必須フィールドの欠落、非有限の値、配列長の不一致、規定の上限を超える大きさ、既知化学種が多すぎる場合、そしてゼロまたは数値的にゼロに近い未知係数が含まれます。このページが答えるのは、単一反応からの単一未知の生成エンタルピーのみであり、ワークシートや単体テスト、熱化学の手順を勝手に作り出してはならないAPI利用者に適した、安定した数値出力を返します。

係数とエンタルピーの読み取り方と、結果の再現性の保ち方

数値文字列の先頭に付く任意のプラス記号や指数表記は、有限の10進数として解析できる限り許容されますが、埋め込まれた空白や16進プレフィックス、数値でないトークンは明確なメッセージとともに拒否されるため、不正な入力セルが誤った生成エンタルピーになることはありません。他のすべての化学種のゼロの生成エンタルピー寄与分が既にΔH_rxnに織り込まれている場合や、反応が実質的に未知項とゼロエンタルピーの単体だけを含む場合には、空の既知配列も有効です。ただし両方の配列は存在し、かつ同じ長さでなければなりません。優先されるフィールド名は、ΔH_rxn用のreaction_enthalpy、対象の化学量論数用のunknown_coefficient、残りの符号付き係数の並列リスト用のknown_coefficients、対応する生成エンタルピー用のknown_enthalpiesですが、反応エンタルピーにはdelta_h_rxn、dH_rxn、enthalpy_reaction、dhrxn、deltaHという別名が、未知係数にはnu_unknown、coeff_unknown、unknown_nu、nu_u、coefficient_unknownという別名が、既知係数配列にはcoefficients、nu、coeffs、stoichという別名が、既知エンタルピー配列にはenthalpies、hf、formation_enthalpies、delta_hf、H_fという別名が用意されているため、スプレッドシートやクエリ文字列、型付きフォームでも同じ契約をそのまま使い回せます。未知係数はゼロでない必要があり、絶対値がごく小さいイプシロン以下の場合、その化学種は反応に関与しておらず割り算が未定義であるためinvalid_inputでリクエストは失敗します。自動化パイプラインの中で同一の数学的結果が必要になったら、このページの無料ブラウザ実行と有料APIを組み合わせ、単離の計算式を自分で再実装せずに済ませてください。

未知の生成エンタルピーが学習・実験・ソフトウェアのどこで使われるか

APIを通じた場合、成功した検索1件につき$0.002が課金され、検証に失敗した場合は課金されません。無料の対話的な確認と、それと同一の結果を返す有料APIという分業は、KITのtier-Aカタログの他のツールと同じであり、教室のデモから自動化パイプラインへ、数学的な結果を変えることなく移行できます。関連する化学の手順が必要な場合は量論や気体法則のツールと、無料で決定的な化学計算機からなる小さな実験室を構築する際は他のchemエンドポイントと組み合わせて利用してください。

連携の活用例

決定的な熱化学フィクスチャ

単体テストやCIアサーションのために、再現性のあるunknown_formation_enthalpyとknown_contributionの値を生成します。

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教育・実験ソフトウェア

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エンドポイント

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リクエスト例

レスポンス例

料金

制限

エラー

技術的な注記

ヘスの法則が単離するものと、レスポンスに含まれる内容

係数とエンタルピーの読み取り方と、結果の再現性の保ち方

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決定的な熱化学フィクスチャ

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