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内部エネルギー変化

熱力学第一法則をすぐに当てはめられます。500 Jの熱を吸収し、200 Jの膨張仕事をした系の内部エネルギー変化は300 Jで、符号の意味も説明します。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 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

熱: 500
仕事: 200

結果

Q: 500
Q: 500
加えた熱: 500
W: 200

内部エネルギー変化の計算ツールは、すでにご存じの二つのエネルギー移動—閉じた系に加えた熱と、その系が周囲に対してする仕事—に熱力学の第一法則を適用します。

第一法則が ΔU・熱・仕事について示すこと

閉じた熱力学系について第一法則は、仕事に化学で一般的な規約を用いるとき、内部エネルギーの変化が系に加えた熱から系がした仕事を引いたものに等しいと述べます。記号では delta U は Q から W を引いたものです。内部エネルギー U は状態関数で、ΔU には初期と終了の状態だけが重要であり、Q と W は経路に依存します。

熱はエネルギーが熱として系に入るとき正、出るとき負です。仕事は系が膨張するなど周囲に仕事をするとき正、周囲が系に正味の仕事をするとき（圧縮など）負です。Q から W を引くことで仕事として去るエネルギーを計上します。

教員や自動採点は算術と同様に符号規約を重視します。W を系に対してされた仕事と扱う学習者は、公開式が常に ΔU ＝ Q − W_by であるため、本ツールの前に W の符号を反転する必要があります。

典型的な授業例では五百ジュールの熱を吸収しつつ二百ジュールの膨張仕事をすると ΔU は三百ジュールになり、圧縮されつつ熱を放出する場合は大きさにより ΔU が正にも負にもなります。

実務上の要点・制限・熱化学の関連検索

報告とエネルギー単位を一致させてください。Q と W がともにキロジュールなら ΔU もキロジュールです。単位変換なしでジュールとキロジュールを混ぜると、本ツールは単位変換しないため答えのスケールが静かに誤ります。

クライアントを制御できるときは前整形文字列より数値を送り、文字列数は厳密な有限数値パターンに合う場合のみ受け付けます。化学・物理の指導では例を対にします。

本ランディングは内部エネルギー変化計算、第一法則 ΔU ＝ Q − W、熱と仕事の宿題、オンラインの delta U を探す方向けで、完全なサイクル効率ツールでも、P-V 経路からの理想気体過程積分でも、質量と比熱から Q を組み立てる熱量計温度ソルバでもありません。

系の仕事規約で既に Q と W があり ΔU だけが必要なら本機能を選び、教科書が W を系への仕事と定義するなら先に W を符号反転するかオフラインで並べ替えてください。

活用例

第一法則 ΔU = Q − W の宿題チェック

学生が教科書問題の加えた熱と系の仕事を入力し、提出前に決定的な ΔU と符号解釈と照合します。

閉系の実験ノートエネルギー収支

測定または推定した Q と膨張仕事を、一般化学や入門物理の実験報告用の内部エネルギー変化に変換します。

学生向け熱力学ソルバの単体テスト

既知の正・負・零の ΔU と意図的な非数値拒否を生成し、化学ツールの期待値を固定します。

よくある質問

この内部エネルギー計算はどの式を使いますか？

化学の規約 ΔU = Q − W による第一法則です。Q は系に加えた熱、W は系がした仕事です。

教科書が W を系への仕事と定義する場合は？

その規約は ΔU = Q + W_on です。本ツールの前に仕事の符号を反転するか、オフラインで ΔU = Q + W を使ってください。

Q と W にはどの単位を使うべきですか？

一貫した任意のエネルギー単位（J、kJ、cal など）。単位変換はせず、ΔU は入力と同じ単位で返ります。

ΔUが負になるのはどういう意味ですか？

系の内部エネルギーが減ったという意味です。仕事や熱として出ていったエネルギーが、入ってきたエネルギーより多かったことを示します。正なら正味でエネルギーが入り、0なら出入りがつり合っています。

変化の経路によってΔUは変わりますか？

変わりません。内部エネルギーは状態量なので、最初と最後の状態だけで決まります。一方、熱と仕事は経路によって変わるため、同じ過程の値を両方入力してください。

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/internal-energy-change

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/internal-energy-change \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"heat":500,"work":200}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/internal-energy-change", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "heat": 500,
    "work": 200
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/chem/internal-energy-change",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "heat": 500,
    "work": 200
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/internal-energy-change", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"heat":500,"work":200}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"heat":500,"work":200}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/internal-energy-change", 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": 500,
  "work": 200
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "chem.internal_energy_change",
  "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 1000000000000

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

一貫した任意のエネルギー単位（ジュール、キロジュール、カロリー）で Q と W を入力すると、ΔU が Q から W を引いた値として返り、delta U 用の鏡像フィールド名、式の文字列、ΔU の符号の短い解釈、実験ノートや課題・自動テストに貼れる段階的な代入が付きます。非数値入力は明確な invalid_input で拒否され、欠落値・単位ラベル・誤入力が報告の NaN になることはありません。経路は純粋な決定的算術で、ネットワークも乱数シードも壁時計依存もなく、無料ブラウザ実行器と前払い API は固定小数丸め後に常に同じ JSON を返し、化学・物理の第一法則確認に使えます。

第一法則が ΔU・熱・仕事について示すこと

確認経路は公開フィールドと同じ固定丸めで Q から W を再計算し、成功応答は常に第一法則の試験・ワークシート・実験報告で断言できる手順を同梱します。

API の呼び方と返却内容

必須の有限数 heat（別名 q, Q, heat_added, heat_transfer, heat_in）と work（別名 w, W, work_done, work_by_system, work_out）を含む JSON 本体を送ってください。絶対値は公開上限の一兆以内に保ち、Worker とブラウザで IEEE 倍精度の差が有限になるようにします。両フィールドは有限数でなければならず、空文字・純粋テキストラベル・オブジェクト・非数値トークンは拒否されます。成功時は丸めた heat と work を返し、q・Q・heat_added・w・W・work_done・work_by_system として鏡像化し、internal_energy_change・delta_u・delta_U・dU・Delta_U を同じ丸め結果に、formula を ΔU は Q から W を引いたものという文字列に、equation を埋めた代入文字列に、interpretation を内部エネルギーが増減したか不変かの短い注記に、message を要約行に、steps を計算行の順序付き配列にします。欠落・非有限・非数値・絶対範囲外・非有限差は invalid_input で課金されません。料金は成功リクエストあたり定額 $0.002、単位アイテムで限界単価ゼロです。

実務上の要点・制限・熱化学の関連検索

Q 五百・W 二百で ΔU 三百と正の解釈、Q マイナス百・W 五十で ΔU マイナス百五十、熱と仕事が等しければ ΔU 零、意図的な非数値 heat または work でゴミ入力を防ぐ invalid_input 経路を示します。invalid_input を返す失敗は前払い残高を消費せず、学習者が意図的に悪いトークンを送る探索スクリプトを安く保てます。手計算で Q から W を引き、公開 internal_energy_change と十二桁丸め内で一致すること、および ΔU に W を足すと元の熱が同じ丸め内で戻ることを確認する往復チェックが容易です。

技術的な質問

非数値入力ではどうなりますか？

欠落フィールド、空文字、純粋テキスト、その他の非有限値は invalid_input を返し、課金されません。

内部エネルギー変化の計算は無料ですか？

ブラウザツールは無料でローカル実行です。API は成功リクエストあたり $0.002 の前払い KIT 残高を使い、失敗タスクは課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →

内部エネルギー変化

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第一法則が ΔU・熱・仕事について示すこと

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活用例

第一法則 ΔU = Q − W の宿題チェック

閉系の実験ノートエネルギー収支

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制限

エラー

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第一法則が ΔU・熱・仕事について示すこと

API の呼び方と返却内容

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技術的な質問

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