カロリメトリー熱量計算 Q=m·c·ΔT(質量・c・ΔT)無料
試料が出入りさせる熱量を求めます。比熱4184 J/(kg·K)の水1 kgを1 K温めると、吸収する熱は4184 Jです。冷えるときは負の値になり、放出と表示されます。ブラウザで無料で使えます。
- 無料
- 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
- 質量
- 1
- 比熱
- 4,184
- 温度変化
- 1
- 熱量
- 4,184 J
- 熱容量
- 4,184
- 向き
- absorbed
- 熱容量の単位
- J/K
カロリメトリーによる熱量計算は、化学・物理の学習者が早い段階で出会う問い——試料の温度が変わるとどれだけの熱エネルギーを吸収または放出するか——に答えます。質量 m、比熱 c、温度変化 ΔT が与えられると、標準関係は Q = m·c·ΔT です。質量がキログラム、c が J/(kg·K)、ΔT がケルビン(または同じ数値の摂氏間隔)のとき、Q はジュールで報告されます。正の Q は昇温で試料が熱を吸収したことを、負の Q は冷却で熱を放出したことを意味します。本計算機は質量が正であること、比熱が負でないことを検証し、三つの入力を掛け合わせて熱移動と試料全体の示量的熱容量、方向の平易なラベルを返します。
質量・比熱・ΔT からカロリメトリー熱量を求める方法
相変化のない入門カロリメトリーで用いる定義式は、Q が質量×比熱×温度変化であることです。質量 m はキログラム単位の物質量、比熱 c は 1 kg を 1 K 上げるのに必要なエネルギーで単位は J/(kg·K)、温度変化 ΔT は最終温度から初期温度を引いた値です。
摂氏 1 度の間隔はケルビン 1 度に等しいので、差分だけならどちらの目盛りでも構いません。c が正で ΔT が正なら Q は正で、試料は温まりながら熱を吸収します。ΔT が負なら Q は負で、冷却により熱を放出します——大きさは依然 |m·c·ΔT| です。
本計算機は c(T) 曲線を積分せず、融解・沸騰のプラトーでの潜熱を加えず、材料名で便覧表を引きません。実験マニュアルが単純なカロリメトリー問題で「移動した熱」と呼ぶ代数積だけを答えます。比熱は負であってはなりません。
負の c は温度変化に対する熱の符号を反転させるため、黙って誤答を返すのではなく無効入力として拒否します。質量は厳密に正でなければならず、質量ゼロの試料は物理的なカロリメーター充填ではないからです。
実務でカロリメトリー熱量計算が現れる場面
高校・大学の化学では、質量・比熱・温度変化を与えて吸収・放出熱を求める問題が常に出され、水や金属、あるいは実験的なカロリメーター読取りと Q を比較して同定する未知試料などが題材になります。大学の工学実験では温度依存の熱容量や示差走査熱量計ソフトを導入する前に、同じ三数の積を使います。
HVAC やプロセス技術者は、在庫質量・平均 c の仮定・設計温度スイングからタンク・ダクト・バッチ反応器の熱負荷を見積もり、完全な有限要素熱モデルは走らせません。食品科学や材料開発では、バッチ試験質量・表または実測の c・プロセス ΔT から加熱・冷却器を寸法決めします。
後から測定 Q から比熱を解く逆問題、カロリーとジュールの換算、融解・気化の潜熱が必要なら、別の検索意図とランディングとして扱い、この放出熱カロリメトリー計算機ページに詰め込まないでください。
活用例
宿題・実験の解答キー
教科書のカロリメトリー問題で Q = m·c·ΔT を計算し、教員と自動採点が負の c 拒否を含む同一の SI 正解を共有します。
プロセス熱負荷の見積り
在庫質量・平均比熱・設計温度スイングからタンク・反応器・HVAC 負荷の加熱または冷却負荷を見積もります。
バッチ試験のエネルギー収支
測定質量、既知または測定の c、プロセス ΔT を、完全な熱シミュレーションなしで金属・ポリマー・食品試料の吸収・放出熱に変換します。
よくある質問
どの単位を使えばよいですか?
熱量は J 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。
熱量が負になるのはどんな意味ですか?
試料が冷えるときに熱を放出したという意味です。温度変化が負なら結果も負になり、大きさは質量×比熱×温度変化のままです。温度が上がれば正になり、吸収と表示されます。
アルミニウム0.5 kgを2 K温めるには何J必要ですか?
約900 Jです。比熱を約900 J/(kg·K)とすると、0.5 kgに900と2 Kを掛けて求めます。試料全体の熱容量もあわせて表示されます。
融解や沸騰も計算に含まれますか?
含まれません。融解や沸騰のときの潜熱は加えず、温度による比熱の変化も考えず、物質名から表を調べることもしません。3つの値の積だけを求めます。
比熱が負の場合はどうなりますか?
受け付けません。負の比熱は温度変化に対する熱の向きを逆にしてしまい、この教科書のモデルでは物理的な物質の性質ではないためです。
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/calorimetry-heat \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"mass":1,"specific_heat":4184,"temperature_change":1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/calorimetry-heat", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"mass": 1,
"specific_heat": 4184,
"temperature_change": 1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/calorimetry-heat",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"mass": 1,
"specific_heat": 4184,
"temperature_change": 1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/calorimetry-heat", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"mass":1,"specific_heat":4184,"temperature_change":1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"mass":1,"specific_heat":4184,"temperature_change":1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/calorimetry-heat", 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
{
"mass": 1,
"specific_heat": 4184,
"temperature_change": 1
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.calorimetry_heat",
"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
負の比熱は教科書モデルでは物理的な材料物性ではないため、明確な invalid_input エラーで拒否されます。無料のブラウザツールと有料 API は同一の純関数を共有するため、宿題デモ・実験ノート・自動採点パイプラインが同じ入力で食い違うことはありません。
送信する内容と返ってくる内容
負値は検証に失敗します。教科書の古典例には、c が約 4184 J/(kg·K) の水 1 kg を 1 K 上げて Q が約 4184 J になる場合、c が約 900 のアルミニウム 0.5 kg を 2 K 上げる場合、ΔT が負で熱が放出される冷却実験などがあります。宿題や実験レポートには無料ブラウザフォームを、一括解答キーや回帰フィクスチャには同一契約をスクリプトから呼び出してください。mass・specific_heat・temperature_change の三つの有限数を送ってください。mass はキログラム単位の m でゼロより大きく、specific_heat は J/(kg·K) の c でゼロ以上である必要があります。temperature_change はケルビンまたは摂氏度の ΔT で、正・負・ゼロいずれも可です。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。specific_heat が負のときは、負の比熱では熱を計算できない旨が示され、材料物性を修正できます。質量が正でないときは、キログラムで正の質量が必要である旨のフィールド別メッセージで失敗します。成功時は整形済み入力、ジュール単位の heat(Q)、J/K の示量的熱容量 heat_capacity(C = m·c)、Q が実質ゼロのときの absorbed / released / none としての direction、unit と heat_capacity_unit の文字列、formula 文字列、method calorimetry_heat を返します。成功した API 呼び出しの料金は公開ベース $0.002/件で、検証失敗はプリペイド残高を消費しません。
実務でカロリメトリー熱量計算が現れる場面
本機能は純粋な parse エンジンなので、API 料金は成功件あたり公開ベース $0.002 で、検証失敗は残高を消費しません。
技術的な質問
このカロリメトリー熱量計算機はどの式を使いますか?
Q = m · c · ΔT です。m はキログラムの質量、c は J/(kg·K) の specific_heat、ΔT はケルビン(または同じ数値の °C 差)の temperature_change で、結果はジュールの熱量です。
比熱が負だとどうなりますか?
リクエストは invalid_input で失敗します。この教科書カロリメトリーモデル Q = m · c · ΔT では負の比熱は受け付けません。
temperature_change は負でもよいですか?
はい。負の ΔT は冷却を表し、c が正なら Q は負で direction は released、つまり熱が試料から出たことを示します。
料金はいくらですか?
ブラウザツールは無料で端末上で動作します。API は成功件あたり $0.002 の KIT プリペイド残高を使い、無効入力は課金されません。