比熱容量計算機
4184 Jで1 kgの試料が1 K温まるなら、比熱容量は4184 J/(kg·K)で、水の代表的な値です。実験で得た熱量、質量、温度変化を入力すると、比熱容量と試料全体の熱容量が分かります。ブラウザで無料で使えます。
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- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
無料で実行
計算例
- 加えた熱エネルギー
- 4,184
- 質量
- 1
- 温度変化
- 1
- 比熱容量
- 4,184 J/(kg·K)
- 熱容量
- 4,184
- 熱容量の単位
- J/K
比熱容量は、物質1キログラムの温度を1ケルビン上げるのに必要な熱エネルギーです。入門熱量測定では、制御実験で三つの量を測ります。試料に移った熱Q、試料質量m、結果の温度変化ΔTです。その比が材料物性cを定義し、cはQをmとΔTの積で割ったもので、通常はジュール毎キログラム毎ケルビンで報告されます。本計算機はこれら三つの実験数値を受け取り、質量が正で温度変化がゼロでないことを検証し、質量比のcと、試料全体の示量的熱容量C(QをΔTで割ったもの)の両方を返します。温度変化ゼロは明確な検証エラーで拒否されます。定義式がゼロ除算になり、実験がcを拘束しないためです。
Q、m、ΔTから比熱容量をどう定義するか
学校や一年次工学実験で使う第一法則の理想化から始めます。質量mの試料が熱Qを吸収または放出し、相変化なしに温度がΔT変化するとき、その区間の平均比熱はcがQをm×ΔTで割ったものです。熱Qはジュールのエネルギー、質量mはキログラム、温度変化ΔTはケルビンでも摂氏でも端点を記録しても同じ数値で、摂氏1度の区間は1ケルビン区間に等しいからです。
正のQと正のΔTは加熱、負のQと負のΔTは通常材料でも正のcを与える冷却、QとΔTの符号が逆だと負のcになり、数学的に許容され測定誤差や単純模型外の能動過程を示すことがあります。計算機は温度依存のc(T)曲線を積分せず、融解・沸騰台地の潜熱をモデル化せず、材料名で便覧表を引きません。実験マニュアルが熱量測定データからの比熱と呼ぶ代数定義だけに答えます。
質量は厳密に正でなければならず、ゼロ質量試料は物理的な熱量計充填ではないのと同じ理由です。
実務で比熱容量計算が現れる場所
中等・大学物理はQ、m、ΔTを与えてcを求める熱量測定問題を絶えず出し、水や金属、表と照合して未知試料を特定する課題が多いです。大学工学実験は温度依存熱容量や示差走査熱量測定ソフトを導入する前に同じ三数縮約を使います。
HVACとプロセス技術者は、熱負荷・在庫質量・温度振れだけが分かるとき、タンク・ダクト・バッチ反応器のエネルギー収支から有効cを逆算して設計仮定を健全性確認します。食品科学と材料開発は、完全な有限要素熱モデルを走らせずにバッチ試験の測定cを仕様範囲と比較します。
後でカロリーとジュールの単位換算、融解・気化の潜熱、材料名の物性表が必要なら、この比熱容量計算機ページを過負荷せず、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・実験の解答キー
教科書の熱量測定セットに対しc = Q/(m·ΔT)を計算し、教員と自動採点がゼロΔT拒否を含む一つのSI基準真理を共有します。
プロセスエネルギー収支の確認
測定熱負荷・在庫質量・温度振れから、タンク・反応器・HVAC負荷の有効比熱を逆算します。
バッチ試験からの材料比較
温度依存熱容量ソフトを走らせずに、実験のQ、m、ΔTを金属・高分子・食品試料のcに変換します。
よくある質問
この比熱容量計算機はどの式を使いますか?
c = Q / (m · ΔT)。応答は熱容量C = Q / ΔTも返します。
どの単位を使うべきですか?
結果はJ/(kg·K)です。実験シートが他単位なら呼び出し前にカロリーやグラムを換算してください。
比熱容量と熱容量はどう違いますか?
比熱容量は1キログラムあたりの値で物質の性質を表し、熱容量は試料全体について熱量を温度変化で割った値です。同じ3つの測定値から両方を求めます。
比熱容量がマイナスになったのはなぜですか?
熱量と温度変化の符号が逆になっているためです。たとえば熱を加えたのに温度が下がった場合です。通常の物質ではありえないので、測定ミスやこの単純なモデルの外の現象が疑われます。
温度が変化しなかった場合はどうなりますか?
0で割ることになるため、計算は行われず分かりやすいメッセージで知らせます。温度変化のない実験からは比熱容量を求められません。
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/thermo/specific-heat-capacity \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"heat_added":4184,"mass":1,"temperature_change":1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/thermo/specific-heat-capacity", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"heat_added": 4184,
"mass": 1,
"temperature_change": 1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/thermo/specific-heat-capacity",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"heat_added": 4184,
"mass": 1,
"temperature_change": 1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/thermo/specific-heat-capacity", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"heat_added":4184,"mass":1,"temperature_change":1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"heat_added":4184,"mass":1,"temperature_change":1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/thermo/specific-heat-capacity", 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
{
"heat_added": 4184,
"mass": 1,
"temperature_change": 1
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "thermo.specific_heat_capacity",
"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し、教室デモ、実験ノート、自動採点パイプラインは同じ入力で決して分岐しません。
Q、m、ΔTから比熱容量をどう定義するか
ゼロ除算が臨界縁で、ΔTがちょうどゼロまたは浮動小数点イプシロン内で消えると比は未定義になり、InfinityやNaNではなくinvalid_inputで失敗します。
送るものと返ってくるもの
古典的な教科書確認は、1キログラムの水が約4184ジュールを吸収して1ケルビン上昇しcが約4184 J/(kg·K)になる例、既知Qと測定上昇のアルミニウム0.5キログラム、QとΔTがともに負の冷却実験を含みます。宿題と実験レポートには無料ブラウザフォームを配線し、大量の解答キーや回帰フィクスチャが必要なときは同一契約をスクリプトから呼び出してください。heat_added、mass、temperature_changeの下に有限数三つを送ってください。heat_addedはジュールのQで正負どちらでもよく、massはキログラムのmでゼロより大きく、temperature_changeはケルビンまたは摂氏のΔTで非ゼロでなければなりません。欠落フィールド、非数値文字列、NaN、Infinityはinvalid_inputで失敗し課金されません。temperature_changeがゼロのとき、エラーメッセージはcがQをm×ΔTで割るゼロ除算になるため比熱を計算できないと述べ、クライアントは推測せず実験記録を修正できます。質量が正でないと、キログラムの正質量を要求するフィールド固有メッセージで失敗します。成功時は整形入力をエコーし、specific_heat_capacityをJ毎kg毎Kの質量比c、heat_capacityをm×c=Q/ΔTのJ毎Kの示量容量、unitとheat_capacity_unit文字列、formula文字列、method specific_heatを返します。成功API呼び出しの料金は公開ベース$0.002/itemで、検証失敗は前払い残高を消費しません。
実務で比熱容量計算が現れる場所
本能力は純粋なparseエンジンなので、API料金は成功itemあたり公開ベース$0.002で、検証失敗は残高を消費しません。
技術的な質問
温度変化がゼロだとどうなりますか?
リクエストはinvalid_inputで失敗します。ΔT = 0のとき比熱容量は未定義で、式がゼロ除算になるためです。
heat_addedやtemperature_changeは負にできますか?
はい。負のQとΔTは冷却を表し、符号が逆だと負のcになり、数学的に有効で測定の不整合を示すことが多いです。
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itemあたり$0.002の前払いKIT残高を使い、無効入力は課金されません。