混合気体の全圧計算ツール
乾燥空気の酸素、窒素、アルゴンの分圧を足すと、全圧は1 atmになります。これがドルトンの法則です。各気体の分圧を同じ単位で入力すると、混合気体の全圧と数えた気体の数が分かります。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
- 分圧
- 0.21, 0.78, 0.01
- 全圧
- 1
- 数量
- 3
- 精度
- 10
この混合気体の全圧計算ツールは、ドルトンの分圧の法則を適用します。理想気体混合物の全圧は、その成分の分圧の総和に等しいというものです。各気体の分圧を同じ単位(気圧、キロパスカル、バール、トールなど、統一されていればどの単位でもかまいません)で入力すると、計算エンジンは混合気体の全圧を単純な数値の和として返します。無視できる成分や存在しない成分にはゼロを入力できますが、このモデルでは圧力が負になることはないため、負の分圧は拒否されます。この算術処理は完全に決定的で、ネットワーク呼び出し、サンプリング、日付依存のショートカットは一切ありません。
ドルトンの法則とは何か、合計の読み方
ドルトンの分圧の法則とは、互いに化学反応を起こさない理想気体の混合物において、混合物の全圧が、各気体が同じ温度で単独で全体積を占めたと仮定した場合に及ぼすであろう圧力の算術的な総和に等しい、というものです。記号で表すとP_total=P_1+P_2+…+P_nであり、各P_iは成分iの分圧です。この関係式は、多くの入門化学の問題の核となります。
乾燥空気のような混合物における酸素・窒素・アルゴンの分圧が与えられれば、その総和が気体全体の絶対圧力になりますし、ヘッダーで合流する2つのプロセス流が与えられ、体積と温度が理想モデルに一致していれば、それぞれの分圧の寄与の総和がライン全体の圧力になります。単位変換の経路はなく、モル数や体積を求める理想気体の法則の求解も行いません。
分圧からモル分率を求めたい場合、モル分率と全圧から分圧を求めたい場合、あるいはPV=nRTの変形が必要な場合は、それぞれ専用のツールをご利用ください。
混合気体の全圧が学習・実験・ソフトウェアのどこに位置づけられるか
学生がドルトンの法則に出会うのは、教科書が単一気体の理想的な挙動から多成分の大気へと話を進めるとき、実験で吸収操作の後に各気体のマノメーター読み取り値を報告するとき、あるいはコンテスト問題で分圧が与えられて混合物の絶対圧力を問われるときなどです。
教師は、単位をひそかに切り替えたり末尾のゼロを落としたりする不透明な計算アプリを信用することなく、手頃なリストに対する解答例を事前に作成できます。
開発者は、プロセスシミュレーター向けの決定的なテストベクターを用意したり、モル分率デモの前にユーザーが入力した分圧の表を正規化したり、曖昧な手描きの大気ではなく単純な合計値を要求するプログラミング課題の条件を満たしたりするために、スクリプトから同じ契約を呼び出します。
プロセスや環境監視のツールは、ロガーが各成分の分圧を記録し、UIが現在のライン全圧を表示しなければならない場面でこの合計を利用します。
活用例
宿題とドルトンの法則の確認
教科書の分圧を合計してP_totalを求め、実験レポートの前に乾燥空気や二成分混合気体の解答を検証します。
実験・プロセスダッシュボード
授業のデモや軽量なプロセスUIのために、記録された分圧の列を単一の混合気体の全圧に正規化します。
よくある質問
このツールはどの計算式を使っていますか?
ドルトンの分圧の法則です:同じ体積・温度の理想的で反応しない気体について、P_total=P1+P2+…+Pnとなります。
分圧が負の場合はどうなりますか?
分圧は有限かつ非負でなければならず、メッセージには不正な値の配列インデックスが示されます。
圧力の単位を指定する必要はありますか?
いいえ。 すべての入力値に同一の単位(atm、kPa、bar、torrなど)を使用してください。計算ツールは同じ単位のまま純粋な数値の合計を返します。
なぜ結果は指定した精度で丸められるのですか?
デフォルトの精度は小数点以下10桁で、0〜15桁の範囲で設定できます。
互いに反応する気体にもドルトンの法則は使えますか?
使えません。この法則は化学反応しない理想気体に成り立ち、各気体は同じ温度で容器全体を単独で満たしているようにふるまいます。反応すると分圧が変わるため、単純な合計では混合気体を表せません。
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/chem/total-pressure-gas-mixture \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"partial_pressures":[0.21,0.78,0.01]}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/total-pressure-gas-mixture", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"partial_pressures": [
0.21,
0.78,
0.01
]
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/total-pressure-gas-mixture",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"partial_pressures": [
0.21,
0.78,
0.01
]
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/total-pressure-gas-mixture", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"partial_pressures":[0.21,0.78,0.01]}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"partial_pressures":[0.21,0.78,0.01]}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/total-pressure-gas-mixture", 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
{
"partial_pressures": [
0.21,
0.78,
0.01
]
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.total_pressure_gas_mixture",
"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。
制限
max_abs_value | 1000000000000000 |
max_components | 100 |
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
宿題や実験レポート、プロセスの確認にはこのページでブラウザから無料でご利用いただけますし、CIやチュータリングソフトウェア、授業のデモで再現可能なドルトンの全圧のフィクスチャが必要な場合は、成功したリクエストごとに$0.002でAPIを呼び出すこともできます。
ドルトンの法則とは何か、レスポンスに含まれる内容
この計算ツールは、要求された精度に丸められた正規化済みのpartial_pressuresのリスト、total_pressureの合計、供給された成分の個数、メソッドタグdalton_partial_pressures、使用した精度、簡潔な計算式のリマインダー文字列を返します。計算エンジンはサポートされている範囲内で厳密な浮動小数点の和を構築するか、それ以外の場合はinvalid_inputとして入力を拒否します。拒否される例としては、partial_pressures配列の欠落または空、非有限の要素、規定された上限を超える大きさ、リストの上限を超える成分数、そして負の分圧(このドルトンモデルでは負の圧力は物理的な分圧ではないため)などが挙げられます。このページが答えるのは全圧の和のみであり、ワークシートや単体テスト、化学の記号的な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。
分圧の読み取り方、および合計値の再現性
各配列要素は数値でも、有限の値として解釈できる限り先頭に任意のプラス記号や科学的記数法を伴う小数文字列でもかまいませんが、途中にスペースを含む文字列、16進数のプレフィックス、数値以外のトークンは明確なメッセージとともに拒否され、入力ミスのセルが誤った合計値になることを防ぎます。ある成分の値がゼロであることは有効で、単に合計に何も寄与しません。これは、スプレッドシートの列に存在しない気体が含まれている場合に便利です。優先フィールドはpartial_pressuresで、統一された単一の圧力単位による有限な数値の配列ですが、エイリアスとしてpressures・p・partials・P・gas_pressuresも受け付けるため、スプレッドシートやクエリ文字列、型付きフォームなど同じ契約を使い回すことができます。負の値は、ここに実装されたドルトンの法則のもとでは分圧が負になり得ないため、invalid_inputとして失敗し、該当する配列のインデックスを明示するメッセージが返されます。ドルトンの法則を自前で実装し直すことなく、自動化パイプラインの中で全く同じ数学的結果が必要な場合は、このページの無料ブラウザ実行と有料APIを組み合わせてご利用ください。
混合気体の全圧が学習・実験・ソフトウェアのどこに位置づけられるか
このページ上での処理はすべてブラウザ内で完結しますが、APIを通じて成功した検索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ず、レスポンスを返した後は何も保存されません。この無料の対話的な探索と、同一の結果を返す有料APIという構成は、KITのtier-Aカタログの他のツールと同じであり、教室でのデモから自動化パイプラインへと、数学的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気体の法則や濃度のツールと、無料で決定的な物理化学ヘルパーの小さなラボを構築する場合は他の数学系エンドポイントと組み合わせてご利用ください。
連携の活用例
決定的なテストフィクスチャ
単体テストやプロパティテスト、混合気体ヘルパーに関するCIのアサーションのために、再現可能なtotal_pressureの値を生成します。
技術的な質問
混合気体の全圧計算ツールの料金はいくらですか?
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