Chimie, physique et sciences de l'environnement partagent une page ici parce qu'elles partagent peu de choses par ailleurs — chacune repose sur un type de formule différent, et savoir à quel type vous avez affaire constitue l'essentiel du travail. Les calculs de chimie transforment une recette de masses, de volumes et de concentrations en quantité de substance réellement présente. Les calculs de physique appliquent les équations fixes de la mécanique classique — force, énergie, quantité de mouvement — qui n'ont pas changé depuis Newton. Les calculs environnementaux, en revanche, sont des estimations construites à partir de facteurs de conversion publiés plutôt qu'à partir d'une loi de la nature, et se comportent différemment de ce fait.
Calculatrices de cette section
Chimie : concentration et quantité de réaction réellement produite
La concentration d'une solution peut s'exprimer en molarité (moles de soluté par litre de solution) ou en molalité (moles par kilogramme de solvant), et les deux ne sont pas interchangeables — la molarité varie légèrement avec la température parce que le volume d'un liquide se dilate, la molalité non, car la masse est fixe. La dilution d'une solution mère suit une seule identité, C₁V₁ = C₂V₂, qui dit que la quantité de soluté reste constante tandis que la concentration et le volume évoluent en sens inverse. Plus loin dans la réaction elle-même, la stoechiométrie et le calculateur de réactif limitant répondent à la question pratique qu'une analogie de recette rend évidente : si une réaction nécessite deux parts d'un réactif pour une part d'un autre, celui qui s'épuise en premier plafonne la quantité de produit pouvant se former, indépendamment de la quantité de l'autre réactif restée inutilisée. Le pH et le pOH se situent sur une échelle logarithmique — chaque pas entier correspond à un facteur dix de variation de la concentration en ions hydrogène ou hydroxyde, c'est pourquoi un pH de 3 n'est pas « un peu plus acide » qu'un pH de 6, il est mille fois plus acide.
Physique : des équations fixes, pas des estimations
Chaque calculateur de physique sur cette page met en œuvre une équation exacte dans le cadre de la mécanique classique : la force est la masse fois l'accélération, la quantité de mouvement est la masse fois la vitesse, l'énergie cinétique est la moitié de la masse fois la vitesse au carré. Ce ne sont pas des approximations ni des règles empiriques comme peut l'être une projection financière — saisissez les bonnes entrées et le résultat est correct par définition. Ce qui pose problème n'est pas la formule mais les unités qui y entrent : mélanger des livres avec des kilogrammes, ou des centimètres avec des mètres, produit une réponse numériquement fausse tout en paraissant parfaitement plausible. La NASA a perdu la sonde Mars Climate Orbiter en 1999 pour exactement cette raison — le logiciel d'une équipe produisait des données de poussée en livres-force secondes, un autre attendait des newtons-secondes, et personne n'a détecté l'incohérence avant la disparition de l'engin spatial. Les calculateurs ici fonctionnent en unités SI cohérentes pour cette raison, et il vaut la peine de vérifier que vos propres chiffres sources sont dans les mêmes unités avant de comparer un résultat à ceux-ci.
Les sciences de l'environnement reposent sur des facteurs publiés, pas sur des constantes physiques
Le calculateur d'empreinte carbone est un outil d'un genre différent des calculateurs de physique et de chimie de cette page. Il n'existe aucune équation de la nature qui dirait qu'un litre d'essence produit une quantité fixe et incontestable de dioxyde de carbone comme F = ma est incontestable — il utilise à la place un facteur d'émission publié, du type de ceux tenus à jour par des organismes tels que le Department for Energy Security and Net Zero du Royaume-Uni ou l'EPA américaine, qui est périodiquement révisé à mesure que la mesure s'améliore et que le mix de production d'un réseau électrique évolue. Deux calculateurs de carbone utilisant des facteurs différents, ou des facteurs d'années différentes, donneront des réponses toutes deux défendables et différentes, ce qui ne se produit pas avec un calcul de quantité de mouvement ou de molarité.