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Variation d’énergie interne : ΔU = Q − W, gratuit

Appliquez le premier principe en une étape : 500 J de chaleur reçue pendant que le système fournit 200 J de travail de détente donnent une variation d'énergie interne de 300 J, avec une note sur le sens du signe. Gratuit dans votre navigateur.

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Exemple résolu

Si vous saisissez

Chaleur: 500
Travail: 200

Vous obtenez

Q: 500
Q: 500
Chaleur ajoutée: 500
W: 200

Une calculatrice de variation d’énergie interne applique le premier principe de la thermodynamique à deux transferts d’énergie que vous connaissez déjà : la chaleur ajoutée à un système fermé et le travail que ce système effectue sur l’environnement. Saisissez Q et W dans toute unité d’énergie cohérente—joules, kilojoules ou calories—et l’outil renvoie ΔU égal à Q moins W, des noms de champs miroirs pour delta U, une chaîne de formule, une courte interprétation du signe de ΔU et la substitution étape par étape que vous pouvez coller dans des cahiers de laboratoire, devoirs ou tests automatisés.

Ce que dit le premier principe sur ΔU, chaleur et travail

Pour un système thermodynamique fermé le premier principe affirme que la variation d’énergie interne égale la chaleur ajoutée au système moins le travail effectué par le système lorsque la convention de chimie courante pour le travail est utilisée. En symboles, delta U égale Q moins W. L’énergie interne U est une fonction d’état : seuls les états initial et final comptent pour ΔU, tandis que Q et W dépendent du chemin.

La chaleur est positive lorsque l’énergie entre dans le système comme chaleur et négative lorsque la chaleur sort. Le travail est positif lorsque le système se dilate ou effectue un travail sur l’environnement et négatif lorsque l’environnement effectue un travail net sur le système, par exemple en compression. Soustraire W de Q comptabilise l’énergie qui part comme travail.

Enseignants et correcteurs automatiques veillent autant aux conventions de signe qu’à l’arithmétique : un élève qui traite W comme travail fait sur le système doit inverser le signe de W avant d’utiliser cet outil, car la formule publiée est toujours ΔU égale Q moins W_by.

Des nombres typiques de cours incluent absorber cinq cents joules de chaleur tout en effectuant deux cents joules de travail d’expansion, ce qui donne ΔU égal à trois cents joules, ou libérer de la chaleur en étant comprimé, ce qui peut produire un ΔU positif ou négatif selon les magnitudes.

Le chemin de contrôle recalcule Q moins W avec le même arrondi fixe que les champs publiés, de sorte qu’une réponse réussie livre toujours des étapes que vous pouvez affirmer dans des tests, fiches ou rapports de thermodynamique sur le premier principe.

Conseils pratiques, limites et recherches de thermochimie

Gardez des unités d’énergie cohérentes avec votre rapport : si Q et W sont tous deux en kilojoules, ΔU est en kilojoules ; mélanger joules et kilojoules sans convertir faussera silencieusement l’échelle car cet outil ne convertit pas les unités. Préférez envoyer des nombres plutôt que des chaînes préformatées lorsque vous contrôlez le client ; les nombres en chaîne ne sont acceptés que s’ils respectent un motif numérique fini strict.

Cette page cible les recherches d’une calculatrice de variation d’énergie interne, premier principe ΔU égal à Q moins W, aide aux devoirs chaleur et travail, ou delta U en ligne ; ce n’est pas un outil complet d’efficacité de cycle, pas un intégrateur de processus de gaz idéal à partir de chemins P-V, et pas un solveur de température de calorimètre qui construit Q à partir de masse et chaleur massique.

Préférez cette capacité lorsque vous avez déjà Q et W sous la convention travail-par-le-système et n’avez besoin que de ΔU ; si votre manuel définit W comme travail sur le système, niez d’abord W ou réarrangez hors ligne.

Cas d’usage

Contrôle de devoirs ΔU = Q − W

Les étudiants saisissent chaleur ajoutée et travail du système issus de problèmes de manuel et comparent ΔU et le signe à un résultat déterministe avant de rendre.

Bilan énergétique dans le cahier de labo

Convertissez Q mesuré ou estimé et le travail d’expansion en variation d’énergie interne pour des comptes rendus de chimie générale ou physique d’intro.

Tests unitaires de solveurs thermodynamiques

Générez des cas connus de ΔU positif, négatif et nul plus des rejets non numériques délibérés pour des valeurs attendues dans des outils de chimie.

Questions fréquentes

Quelle formule utilise cette calculatrice d’énergie interne ?

Le premier principe avec la convention de chimie ΔU = Q − W, où Q est la chaleur ajoutée au système et W le travail effectué par le système.

Et si mon manuel définit W comme travail sur le système ?

Cette convention utilise ΔU = Q + W_on. Négativez votre travail avant d’appeler cet outil, ou utilisez ΔU = Q + W avec W_on hors ligne.

Quelles unités dois-je utiliser pour Q et W ?

Toute unité d’énergie cohérente (J, kJ, cal, …). L’outil ne convertit pas les unités ; ΔU est renvoyé dans la même unité que vos entrées.

La calculatrice de variation d’énergie interne est-elle gratuite ?

L’outil navigateur est gratuit et s’exécute en local.

Que signifie un ΔU négatif ?

Que l'énergie interne du système a diminué : il est sorti plus d'énergie, sous forme de travail ou de chaleur, qu'il n'en est entré. Un ΔU positif indique un apport net d'énergie, et zéro des échanges qui se compensent.

Outils associés

Pour les développeurs — accès API

Tout sur cette page est disponible par programmation. Cette section s'adresse aux équipes qui veulent l'intégrer à leurs systèmes ; les autres peuvent simplement utiliser l'outil ci-dessus.

Endpoint

POSThttps://api.kit.forhosting.com/chem/internal-energy-change

Authentification par jeton Bearer : un seul POST met la tâche en file d’attente, et le résultat vous parvient par webhook ou lien signé.

Appeler depuis votre stack

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)

Exemple de requête

{
  "heat": 500,
  "work": 200
}

Exemple de réponse

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "chem.internal_energy_change",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.

Tarifs

par requête$0.002

Le prix est publié, sans tokens ni crédits. Une tâche qui échoue n’est pas facturée.

Limites

max_abs 1000000000000

Erreurs

HTTP	Code	Signification
`401`	`unauthorized`	Clé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization.
`402`	`insufficient_balance`	Solde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche.
`404`	`unknown_type`	Type de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête.
`429`	`rate_limited`	Trop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez.

Notes techniques

Les entrées non numériques sont rejetées avec une erreur claire invalid_input afin qu’une valeur manquante, une étiquette d’unité ou une faute de frappe ne devienne jamais NaN dans un rapport. Le chemin est une arithmétique déterministe pure—sans réseau, sans graines aléatoires, sans dépendance à l’horloge murale—de sorte que l’exécuteur gratuit du navigateur et l’API prépayée renvoient le même JSON après l’arrondi décimal fixe à chaque appel pour des contrôles du premier principe en chimie et en physique.

Comment appeler l’API et ce qui revient

Les deux champs doivent être des nombres finis ; chaînes vides, étiquettes purement textuelles, objets et jetons non numériques sont rejetés. Envoyez un corps JSON avec deux nombres finis obligatoires : heat (alias q, Q, heat_added, heat_transfer et heat_in) et work (alias w, W, work_done, work_by_system et work_out). Les valeurs absolues doivent rester dans la limite publiée d’un billion afin que la différence reste finie en précision double IEEE sur le Worker et dans le navigateur. En cas de succès la réponse renvoie heat et work arrondis, les reflète en q, Q, heat_added, w, W, work_done et work_by_system, fixe internal_energy_change, delta_u, delta_U, dU et Delta_U au même résultat arrondi, formula à la chaîne ΔU égale Q moins W, equation à une chaîne de substitution remplie, interpretation à une courte note sur si l’énergie interne a augmenté, diminué ou est restée, message à une ligne de résumé et steps à un tableau ordonné de lignes de calcul. Une validation échouée—champs manquants, nombres non finis, chaînes non numériques, valeurs hors limites absolues ou différence non finie—renvoie invalid_input et n’est jamais facturée. Le tarif est un $0.002 forfaitaire par requête réussie avec item unitaire et prix unitaire marginal nul.

Conseils pratiques, limites et recherches de thermochimie

En enseignant la chimie ou la physique, associez des exemples : Q égal à cinq cents et W égal à deux cents récupère ΔU égal à trois cents avec interprétation positive ; Q égal à moins cent et W égal à cinquante récupère ΔU égal à moins cent cinquante ; chaleur et travail égaux donnent ΔU égal à zéro ; et envoyez délibérément une chaîne non numérique de heat ou work pour démontrer le chemin dur invalid_input qui protège contre les entrées pourries. Les tâches échouées qui renvoient invalid_input ne consomment pas le solde prépayé, ce qui maintient les scripts exploratoires peu coûteux lorsque les apprenants envoient volontairement de mauvais jetons. Les contrôles aller-retour sont simples : recalculez Q moins W à la main et confirmez l’égalité avec internal_energy_change publié dans le même arrondi à douze décimales, et confirmez que ΔU plus W récupère la chaleur d’origine dans cet arrondi pour la vérification du rapport de laboratoire.

Questions techniques

Que se passe-t-il avec une entrée non numérique ?

Champs manquants, chaînes vides, texte pur ou autres valeurs non finies renvoient invalid_input et ne sont jamais facturés.

Consulter la documentation complète du KIT →

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Ce que dit le premier principe sur ΔU, chaleur et travail

Conseils pratiques, limites et recherches de thermochimie

Cas d’usage

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Comment appeler l’API et ce qui revient

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