feat(chemistry-8): Phase 1 — раздел «Количественные понятия» (§1–9 + ПР1)

Полноценная интерактивная страница chemistry_8_intro.html (9 § + ПР1 + босс):
- §1 карта элементов (Z, название, Ar), §2 калькулятор Mr по формуле
- §3 «порция вещества» n⇒N,m, §4 счётчик частиц N=n·N_A, §5 M+молярный объём
- §6 звёздный виджет: интерактивный треугольник n–m–M
- §7 универсальный калькулятор газа (m–n–V–N), §8 балансировщик уравнений
- §9 пошаговый решатель по уравнению; босс раздела (4 задачи) + ачивка «Счёт в химии»
- прогресс/XP через /api/textbooks/chemistry-8-intro/progress, scrollspy, тема

chem8_svg.js: реализованы движки — molarMass (школьные Ar: Mr(H2O)=18),
elementCounts, moleTriangle, equationBalancer (+ fmt, arOf).

Фикс порядка загрузки: инициализация обёрнута в DOMContentLoaded (defer-скрипты
готовы к этому моменту). Генератор каркасов получил skip-if-exists (--force для перезаписи).

Тесты: chemistry8.test.js (14) + chemistry8-dom.test.js (jsdom-смоук виджетов, 3) — 17/17.

Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 (1M context) <noreply@anthropic.com>
@
This commit is contained in:
Maxim Dolgolyov
2026-05-30 14:36:31 +03:00
parent d6036fbb8e
commit 6ea140af54
5 changed files with 1082 additions and 76 deletions
+256 -3
View File
@@ -102,6 +102,254 @@
});
}
/* ── Относительные атомные массы Ar (школьно-округлённые, как в учебнике РБ).
Намеренно НЕ берём точные массы biochem-core: для 8 класса Mr(H₂O)=18,
Mr(CaCO₃)=100 и т. п. — иначе расходимся с ответами учебника. ── */
var AR = {
H:1, He:4, Li:7, Be:9, B:11, C:12, N:14, O:16, F:19, Ne:20,
Na:23, Mg:24, Al:27, Si:28, P:31, S:32, Cl:35.5, Ar:40, K:39, Ca:40,
Sc:45, Ti:48, V:51, Cr:52, Mn:55, Fe:56, Co:59, Ni:59, Cu:64, Zn:65,
Ga:70, Ge:73, As:75, Se:79, Br:80, Kr:84, Rb:85, Sr:88, Ag:108, Cd:112,
Sn:119, Sb:122, I:127, Xe:131, Ba:137, Pt:195, Au:197, Hg:201, Pb:207, Bi:209
};
function arOf(sym) {
if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(AR, sym)) return AR[sym];
// запасной путь — точная масса из biochem-core, если элемента нет в школьной таблице
if (global.BIO && global.BIO.ELEMENTS && global.BIO.ELEMENTS[sym]) {
return Math.round(global.BIO.ELEMENTS[sym].mass);
}
return 0;
}
/* elementCounts('Ca(OH)2') -> {Ca:1, O:2, H:2} (скобки и индексы) */
function elementCounts(str) {
var out = {}, stack = [out];
var re = /([A-Z][a-z]?)(\d*)|(\()|(\))(\d*)/g, m;
while ((m = re.exec(str)) !== null) {
if (m[1]) {
var n = m[2] ? parseInt(m[2], 10) : 1;
var top = stack[stack.length - 1];
top[m[1]] = (top[m[1]] || 0) + n;
} else if (m[3]) {
stack.push({});
} else if (m[4] !== undefined) {
var grp = stack.pop(), mult = m[5] ? parseInt(m[5], 10) : 1, t2 = stack[stack.length - 1];
for (var k in grp) t2[k] = (t2[k] || 0) + grp[k] * mult;
}
}
return out;
}
/* molarMass('CaCO3') -> 100 (г/моль), на школьных Ar. NaN при неизвестном элементе. */
function molarMass(str) {
var c = elementCounts(String(str || '').replace(/\s+/g, ''));
var keys = Object.keys(c);
if (!keys.length) return NaN;
var m = 0;
for (var i = 0; i < keys.length; i++) {
var a = arOf(keys[i]);
if (!a) return NaN;
m += a * c[keys[i]];
}
return Math.round(m * 1000) / 1000;
}
/* Округление до значащих для вывода (избегаем 18.000000002). */
function fmt(x, d) {
if (!isFinite(x)) return '—';
var p = Math.pow(10, d == null ? 3 : d);
return String(Math.round(x * p) / p);
}
/* ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────
moleTriangle(mount, opts) — интерактивный калькулятор-треугольник n–m–M.
Пользователь вводит любые два из {n, m, M} — третье считается (n=m/M,
m=n·M, M=m/n). opts.substance — предзаполнить M по формуле (через molarMass).
Возвращает {el, get, set}. Без setPointerCapture, чистый DOM.
────────────────────────────────────────────────────────────────────────── */
function moleTriangle(mount, opts) {
var host = typeof mount === 'string' ? global.document.querySelector(mount) : mount;
if (!host) return null;
opts = opts || {};
var state = { n: '', m: '', M: opts.substance ? molarMass(opts.substance) : '' };
var lastEdited = []; // последние два редактированных поля → третье вычисляем
host.innerHTML =
'<div class="mtri">' +
'<svg class="mtri-svg" viewBox="0 0 200 150" aria-hidden="true">' +
'<polygon points="100,14 18,140 182,140" fill="none" stroke="currentColor" stroke-width="2" opacity=".5"/>' +
'<line x1="59" y1="77" x2="141" y2="77" stroke="currentColor" stroke-width="1.5" opacity=".4"/>' +
'<text x="100" y="52" text-anchor="middle" font-size="26" font-weight="800" fill="currentColor">m</text>' +
'<text x="62" y="124" text-anchor="middle" font-size="22" font-weight="800" fill="currentColor">n</text>' +
'<text x="140" y="124" text-anchor="middle" font-size="22" font-weight="800" fill="currentColor">M</text>' +
'</svg>' +
'<div class="mtri-fields">' +
fieldHtml('n', 'n, моль', 'химическое количество') +
fieldHtml('m', 'm, г', 'масса вещества') +
fieldHtml('M', 'M, г/моль', 'молярная масса') +
'</div>' +
'<div class="mtri-out" data-out>Введите любые два значения — третье вычислится.</div>' +
'</div>';
function fieldHtml(key, label, hint) {
return '<label class="mtri-f"><span class="mtri-lab">' + label + '</span>' +
'<input type="text" inputmode="decimal" data-k="' + key + '" placeholder="?" ' +
'title="' + hint + '"></label>';
}
var inputs = host.querySelectorAll('input[data-k]');
var out = host.querySelector('[data-out]');
function num(v) { var x = parseFloat(String(v).replace(',', '.')); return isFinite(x) ? x : null; }
function recompute(changedKey) {
if (lastEdited[0] !== changedKey) { lastEdited.unshift(changedKey); lastEdited = lastEdited.slice(0, 2); }
var known = ['n', 'm', 'M'].filter(function (k) { return num(state[k]) !== null; });
// целевое поле — то, что НЕ редактировали последним и пусто/производно
var target = ['n', 'm', 'M'].filter(function (k) { return lastEdited.indexOf(k) === -1; })[0];
if (!target) return;
var n = num(state.n), m = num(state.m), M = num(state.M);
var res = null, formula = '';
if (target === 'n' && m !== null && M) { res = m / M; formula = 'n = m / M = ' + fmt(m) + ' / ' + fmt(M); }
else if (target === 'm' && n !== null && M !== null) { res = n * M; formula = 'm = n · M = ' + fmt(n) + ' · ' + fmt(M); }
else if (target === 'M' && m !== null && n) { res = m / n; formula = 'M = m / n = ' + fmt(m) + ' / ' + fmt(n); }
if (res === null) {
out.className = 'mtri-out';
out.textContent = (known.length >= 2)
? 'Проверьте: на ноль делить нельзя.'
: 'Введите любые два значения — третье вычислится.';
return;
}
var unit = target === 'n' ? ' моль' : target === 'm' ? ' г' : ' г/моль';
setField(target, fmt(res));
out.className = 'mtri-out ok';
out.innerHTML = '<b>' + target + ' = ' + fmt(res) + unit + '</b><span class="mtri-form">' + formula + '</span>';
}
function setField(key, val) {
state[key] = val;
for (var i = 0; i < inputs.length; i++) {
if (inputs[i].getAttribute('data-k') === key && global.document.activeElement !== inputs[i]) {
inputs[i].value = val;
}
}
}
for (var i = 0; i < inputs.length; i++) {
(function (inp) {
inp.addEventListener('input', function () {
var k = inp.getAttribute('data-k');
state[k] = inp.value;
// если поле очистили — сбросить производное
recompute(k);
});
})(inputs[i]);
}
if (state.M) setField('M', fmt(state.M));
return {
el: host,
get: function () { return { n: num(state.n), m: num(state.m), M: num(state.M) }; },
set: function (k, v) { setField(k, String(v)); recompute(k === 'n' ? 'm' : 'n'); }
};
}
/* ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────
equationBalancer(mount, {skeleton}) — проверка расстановки коэффициентов.
skeleton: 'H2 + O2 -> H2O'. Рендерит поля коэффициентов перед каждым
веществом, кнопку «Проверить»; считает баланс атомов по сторонам и
подсвечивает несбалансированные элементы. opts.solution — массив верных
коэффициентов (для кнопки «Показать решение»).
────────────────────────────────────────────────────────────────────────── */
function equationBalancer(mount, opts) {
var host = typeof mount === 'string' ? global.document.querySelector(mount) : mount;
if (!host) return null;
opts = opts || {};
var skel = String(opts.skeleton || '');
var sides = skel.split(/->|=|→/);
var left = parseSide(sides[0] || ''), right = parseSide(sides[1] || '');
var all = left.concat(right);
host.innerHTML =
'<div class="ceqb">' +
'<div class="ceqb-row" data-eq>' +
renderSpecies(left) + '<span class="ceqb-arrow">→</span>' + renderSpecies(right) +
'</div>' +
'<div class="ceqb-actions">' +
'<button type="button" class="ceqb-btn primary" data-check>Проверить</button>' +
(opts.solution ? '<button type="button" class="ceqb-btn" data-solve>Показать решение</button>' : '') +
'<button type="button" class="ceqb-btn" data-reset>Сброс</button>' +
'</div>' +
'<div class="ceqb-out" data-out></div>' +
'</div>';
function renderSpecies(list) {
return list.map(function (sp, i) {
var gi = all.indexOf(sp);
return (i ? '<span class="ceqb-plus">+</span>' : '') +
'<span class="ceqb-sp"><input type="number" min="1" step="1" class="ceqb-coef" ' +
'data-i="' + gi + '" value="1"><span class="ceqb-f">' + formula(sp.raw) + '</span></span>';
}).join('');
}
var out = host.querySelector('[data-out]');
var coefs = host.querySelectorAll('.ceqb-coef');
function getCoef(i) { var v = parseInt((coefs[i] && coefs[i].value) || '1', 10); return v > 0 ? v : 1; }
function tally(list, fromIdx) {
var acc = {};
list.forEach(function (sp, j) {
var c = getCoef(all.indexOf(sp));
for (var e in sp.counts) acc[e] = (acc[e] || 0) + sp.counts[e] * c;
});
return acc;
}
function check() {
var L = tally(left), R = tally(right);
var elems = {}; Object.keys(L).forEach(function (e) { elems[e] = 1; }); Object.keys(R).forEach(function (e) { elems[e] = 1; });
var rows = '', ok = true;
Object.keys(elems).sort().forEach(function (e) {
var l = L[e] || 0, r = R[e] || 0, eq = l === r;
if (!eq) ok = false;
rows += '<tr class="' + (eq ? 'eq' : 'ne') + '"><td>' + e + '</td><td>' + l + '</td><td>' + r + '</td>' +
'<td>' + (eq ? '✓' : '≠') + '</td></tr>';
});
out.className = 'ceqb-out ' + (ok ? 'ok' : 'bad');
out.innerHTML = (ok ? '<div class="ceqb-msg">Уравнение сбалансировано.</div>'
: '<div class="ceqb-msg">Не сходится — выровняйте выделенные элементы.</div>') +
'<table class="ceqb-tab"><thead><tr><th>Элемент</th><th>Слева</th><th>Справа</th><th></th></tr></thead><tbody>' +
rows + '</tbody></table>';
return ok;
}
var btnCheck = host.querySelector('[data-check]');
var btnSolve = host.querySelector('[data-solve]');
var btnReset = host.querySelector('[data-reset]');
if (btnCheck) btnCheck.addEventListener('click', check);
if (btnReset) btnReset.addEventListener('click', function () {
for (var i = 0; i < coefs.length; i++) coefs[i].value = '1';
out.className = 'ceqb-out'; out.innerHTML = '';
});
if (btnSolve && opts.solution) btnSolve.addEventListener('click', function () {
for (var i = 0; i < coefs.length && i < opts.solution.length; i++) coefs[i].value = String(opts.solution[i]);
check();
});
return { el: host, check: check };
}
/* 'H2 + O2' -> [{raw:'H2', counts:{H:2}}, {raw:'O2', counts:{O:2}}] */
function parseSide(side) {
return String(side).split('+').map(function (t) { return t.trim(); }).filter(Boolean)
.map(function (raw) {
var r = raw.replace(/^\d+/, '').trim(); // коэффициент в скелете игнорируем
return { raw: r, counts: elementCounts(r) };
});
}
/* ---- Каркасы-заглушки интерактивных виджетов (реализуются по фазам) ---- */
function notImplemented(name) {
return function () {
@@ -119,10 +367,15 @@
chemEq: chemEq,
toSub: toSub,
toSup: toSup,
// заглушки (см. план, разд. B) — наполняются в Phase 1–6
// готово (Phase 1 — движки расчётов)
elementCounts: elementCounts,
molarMass: molarMass, // school-rounded Ar: Mr(H2O)=18
arOf: arOf,
fmt: fmt,
moleTriangle: moleTriangle, // §6 — треугольник n–m–M
equationBalancer: equationBalancer, // §8 — балансировщик уравнений
// заглушки (см. план, разд. B) — наполняются в Phase 2–6
testTube: notImplemented('testTube'), // §18,25 — пробирка: осадок/газ/окраска
moleTriangle: notImplemented('moleTriangle'), // §6 — треугольник n–m–M
equationBalancer: notImplemented('equationBalancer'),// §8 — балансировщик уравнений
oxStateCalc: notImplemented('oxStateCalc'), // §42 — калькулятор степени окисления
redoxBalancer: notImplemented('redoxBalancer'), // §44 — e-баланс ОВР
orbitalDiagram: notImplemented('orbitalDiagram'), // §33 — орбитальная диаграмма