Sıcaklık ve basınç için standart koşullar - Standard conditions for temperature and pressure

Standart deniz seviyesi koşulları veya Standart durum ile karıştırılmamalıdır .

Standart sıcaklık ve basınç ( STP ), farklı veri kümeleri arasında karşılaştırmaların yapılmasına olanak sağlamak üzere oluşturulacak deneysel ölçümler için standart koşullar kümesidir. En çok kullanılan standartlar, Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) ve Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nün (NIST) standartlarıdır, ancak bunlar evrensel olarak kabul edilmiş standartlar değildir. Diğer kuruluşlar, standart referans koşulları için çeşitli alternatif tanımlar oluşturmuştur.

Kimyada IUPAC, 1982'de standart sıcaklık ve basınç tanımını değiştirdi:

STP , bir reaksiyonun Gibbs enerjisinin termodinamik değerlendirmelerinde yaygın olarak kullanılan standart durumla karıştırılmamalıdır .

NIST , 20 °C (293,15 K, 68 °F) sıcaklık ve 1 atm (14.696 psi, 101.325 kPa) mutlak basınç kullanır. Bu standarda normal sıcaklık ve basınç da denir ( NTP olarak kısaltılır ). Bununla birlikte, termodinamik deneyler için NIST tarafından kullanılan genel bir sıcaklık ve basınç 298,15 K (25° C , 77° F ) ve 1 bardır (14,5038 psi , 100 kPa) . NIST ayrıca, bu iki değerin birbiriyle tam olarak tutarlı olmadığını belirtmesine rağmen, rafine edilmiş petrol ürünlerinin sıcaklık telafisi için "15 °C (60 °F)" kullanır.

Doğal gaz ve benzeri akışkanlar için Uluslararası Standart Metrik Koşullar 288,15 K (15.00 °C; 59.00 °F) ve 101.325 kPa'dır.

Olarak sanayi ve ticaret , sıcaklık ve basınç için standart koşullar sıklıkla oranı olarak gazlar ve sıvılar ve ilgili miktarlarda hacimleri ifade etmek için standart referans koşullarını tanımlamak için gerekli olan hacim akışının (gazların hacimleri sıcaklık ve basınç ile önemli ölçüde değişir) : saniyede standart metreküp (Sm 3 /s) ve normal metreküp / saniye (Nm 3 /s).

Bununla birlikte, birçok teknik yayın (kitaplar, dergiler, ekipman ve makine reklamları) bunları belirtmeden basitçe "standart koşulları" belirtir; terimi genellikle daha eski " normal koşullar " veya "NC" ile değiştirir. Özel durumlarda bu, karışıklığa ve hatalara yol açabilir. İyi uygulama her zaman sıcaklık ve basınç referans koşullarını içerir. Belirtilmezse, 1 atm basınç, 293 K (20 °C) ve %0 nem oranına yakın bazı oda ortam koşulları varsayılır.

Tanımlar

Geçmiş kullanımlar

1918'den önce, metrik birimler sistemini kullanan birçok profesyonel ve bilim adamı, gaz hacimlerini ifade etmek için sıcaklık ve basıncın standart referans koşullarını 15 °C (288.15 K; 59.00 °F) ve 101.325 kPa (1.00  atm ; 760  Torr ) olarak tanımladı  . Aynı yıllarda, emperyal veya ABD geleneksel sistemlerini kullanan kişiler için en yaygın olarak kullanılan standart referans koşulları 60 °F (15.56 °C; 288.71 K) ve 14.696  psi (1 atm) idi çünkü neredeyse evrensel olarak petrol ve petrol tarafından kullanılıyordu. dünya çapında gaz endüstrileri. Yukarıdaki tanımlar artık her iki birim sisteminde de en yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Mevcut kullanım

Standart referans koşullarının birçok farklı tanımı şu anda tüm dünyadaki kuruluşlar tarafından kullanılmaktadır. Aşağıdaki tablo bunlardan birkaçını listeliyor, ancak daha fazlası var. Bu kuruluşlardan bazıları geçmişte başka standartlar kullanmıştır. Örneğin, IUPAC, 1982'den beri standart referans koşullarını 0 °C ve 100 kPa (1 bar), eski standardı olan 0 °C ve 101.325 kPa (1 atm) olarak tanımlamıştır. Yeni değer, insan yerleşiminin dünya çapındaki medyan yüksekliğine (194 m) daha yakın olan yaklaşık 112 metre yükseklikteki ortalama atmosferik basınçtır.

Avrupa, Avustralya ve Güney Amerika'daki doğal gaz şirketleri, standart metreküpü tanımlamak için temel değerler olarak kullanılan standart gaz hacmi referans koşulları olarak 15 °C (59 °F) ve 101.325 kPa (14.696 psi) değerlerini benimsemiştir . Ayrıca, Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO), Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA) ve Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nün (NIST) her biri, çeşitli standart ve yönetmeliklerde standart referans koşullarının birden fazla tanımına sahiptir.

Mevcut kullanımda standart referans koşulları
Sıcaklık Baskı yapmak Bağıl
nem
(%) 		Varlık yayınlamak veya kurmak
°C °F kPa mmHg psi inHg
0 32 100.000 750.06 14.5038 29.530   1982'den beri IUPAC (STP)
0 32 101.325 760,00 14.6959 29.921   NIST , ISO 10780, eski adıyla IUPAC (STP) 1982'ye kadar
15 59 101.325 760,00 14.6959 29.921 0 ICAO 'ın ISA , ISO 13443, EEA , EGIA (SI Tanımlı)
20 68 101.325 760,00 14.6959 29.921   EPA , NIST . Buna NTP, Normal Sıcaklık ve Basınç da denir.
22 71.6 101.325 760,00 14.6959 29.921 20–80 Amerikan Tıpta Fizikçiler Derneği
25 77 100.000 750.06 14.5038 29.530   IUPAC (SATP)
25 77 101.325 760,00 14.6959 29.921   EPA
20 68 100.000 750.06 14.5038 29.530 0 ÇGGİ
15 59 100.000 750.06 14.5038 29.530   SPE
20 68 101.3 760 14.69 29.9 50 ISO 5011
20 68 101.33 760.0 14.696 29.92 0 GOST 2939-63
15.56 60 101.33 760.0 14.696 29.92   SPE, ABD OSHA , SCAQMD
15.56 60 101.6 762 14.73 30.0   EGIA (İmparatorluk Sistemi Tanımı)
15.56 60 101.35 760.21 14.7 29.93   ABD DOT (SCF)
15 59 99.99 750.0 14.503 29.53 78 ABD Ordusu Standart Metrosu
15 59 101.33 760.0 14.696 29.92 60 ISO 2314, ISO 3977-2
21.11 70 101.3 760 14.70 29.92 0 AMCA , hava yoğunluğu = 0.075 lbm/ft 3 . Bu AMCA standardı yalnızca hava için geçerlidir;
Sıkıştırılmış Gaz Birliği [CGA], ABD'de endüstriyel gaz kullanımı için geçerlidir
15 59 101.3 760 14.70 29.92   Federal Havacılık İdaresi (FAA)
20 68 101.325 760,00 14.6959 29.921 0 EN 14511-1:2013
15 59 101.325 760,00 14.6959 29.921 0 ISO 2533:1975 ISO 13443:2005, ISO 7504:2015
0 32 101.325 760,00 14.6959 29.921 0 DIN 1343: 1990

Kısaltmalar:

  • EGIA: Elektrik ve Gaz Denetim Yasası (Kanada)
  • SATP: Standart Ortam Sıcaklığı ve Basıncı
  • SCF: Standart Kübik Ayak

Uluslararası Standart Atmosfer

Gelen havacılık ve akışkan dinamiği "standart atmosfer " (ISA) her yükseklikte basınç, sıcaklık, yoğunluk ve ses hızının bir özelliğidir. Uluslararası Standart Atmosfer, orta enlemlerdeki atmosferik koşulların temsilcisidir. ABD'de bu bilgi, deniz seviyesinden 65.000 fit yüksekliğe kadar tüm irtifalarda "Uluslararası Standart Atmosfer" ile aynı olan ABD Standart Atmosferi'ni belirtir .

Standart laboratuvar koşulları

Standart sıcaklık ve basıncın birçok tanımı, standart laboratuvar sıcaklıklarından önemli ölçüde farklılık gösterdiğinden (örneğin 0 °C'ye karşı ~25 °C), genellikle "standart laboratuvar koşulları"na atıfta bulunulur (bu terim, terimden farklı olması için kasıtlı olarak seçilmiştir). Kelimenin tam anlamıyla yorumlandığında anlamsal yakın kimliğine rağmen "sıcaklık ve basınç için standart koşullar"). Bununla birlikte, dünyanın farklı bölgelerinin iklim, yükseklik ve işyerinde ısı/soğutma kullanım derecesi açısından farklılık gösterdiği göz önüne alındığında, "standart" bir laboratuvar sıcaklığı ve basıncı kaçınılmaz olarak coğrafyaya bağlıdır. Örneğin, Yeni Güney Galler , Avustralya'daki okullar standart laboratuvar koşulları için 100 kPa'da 25 °C kullanır. ASTM International , belirli malzemeler ve test yöntemleri için Koşullandırmaya İlişkin Standart ASTM E41- Terminoloji ve yüzlerce özel koşul yayınlamıştır . Diğer standart kuruluşlarının da özel standart test koşulları vardır.

Bir gazın molar hacmi

Bir gazın molar hacmini belirtirken, bir gaz hacmini veya hacimsel akış hızını ifade ederken olduğu gibi, geçerli referans sıcaklık ve basınç koşullarını belirtmek de eşit derecede önemlidir . Sıcaklık ve basıncın referans koşullarını belirtmeden bir gazın molar hacmini belirtmek çok az anlam ifade eder ve kafa karışıklığına neden olabilir.

STP çevresindeki ve atmosfer basıncındaki gazların molar hacmi, ideal gaz yasası kullanılarak genellikle yeterli olan bir doğrulukla hesaplanabilir . Herhangi bir ideal gazın molar hacmi, aşağıda gösterildiği gibi çeşitli standart referans koşullarında hesaplanabilir:

  • V m = 8.3145 × 273.15 / 101.325 = 22.414  dm 3 /mol 0 °C ve 101.325 kPa'da
  • V m = 8.3145 × 273.15 / 100.000 = 22.711 dm 3 /mol 0 °C ve 100 kPa'da
  • V m = 8,3145 x 298,15 / 101.325 = 24,466 dm 3 , 25 ° C ve 101.325 kPa / mol
  • V m = 8.3145 × 298.15 / 100.000 = 24.790 dm 3 /mol 25 °C ve 100 kPa'da
  • V m = 10,7316 x 519,67 / 14.696 = 379,48 ft 3 /60 ° F ve 14.696 psi'de lbmol (ya da 0,8366 ile ilgili ft 3 / gram mol)
  • V m = 10,7316 x 519,67 / 14.730 = 378,61 ft 3 , 60 ° F ve 14.73 psi'de / lbmol

Teknik literatür birçok yazar kullandıkları olmadığını açıklamakta başarısız çünkü kafa karıştırıcı olabilir ideal gaz sabiti R veya belirli gaz sabiti R s . İki sabiti arasındaki ilişkidir R s = R / m burada, m olan molekül kütlesi gaz.

ABD Standart Atmosfer (USSA) kullanan 8,31432 m 3 · değeri olarak Pa / (mol · K) R . Ancak, USSA, 1976, bu değerin Avogadro sabiti ve Boltzmann sabiti değerleriyle tutarlı olmadığını kabul eder.

Ayrıca bakınız

Açıklayıcı notlar

Referanslar

Dış bağlantılar