Was ist Standardtemperatur und -druck?
In der Chemie, Physik und Technik bezieht sich der Begriff "Standardtemperatur und -druck" (STP) auf einen Standardsatz von Bedingungen für ein Gas als Berechnungsgrundlage. Es gibt verschiedene Definitionen für Standardtemperaturen und -drücke, und die Werte dieser Referenzen hängen von den gewünschten Anwendungen, Branchen oder akademischen Einstellungen ab. In der Vergangenheit war der häufigste Satz von Standards eine Temperatur von 32 Grad Fahrenheit (0 Grad Celsius) und ein Druck von 1 Atmosphäre oder 101,325 Kilopascal (kPa), obwohl derzeit ein Druck von 1 bar oder 100 kPa von der US-amerikanischen Aufsichtsbehörde akzeptiert wird Internationale Union für Reine und Angewandte Chemie (IUPAC). Der Standarddruck spiegelt den akzeptierten Durchschnittsdruck der Atmosphäre auf Meereshöhe wider, und die Standardtemperatur spiegelt den Gefrierpunkt von reinem Wasser bei diesem Druck wider.
Standardbedingungen werden am häufigsten für Gasberechnungen in Chemie und Ingenieurwesen verwendet. Zum Beispiel ist es möglich, das Molvolumen eines idealen Gases bei der Standardtemperatur und dem Standarddruck über das ideale Gasgesetz zu berechnen. In der Technik können Standardbedingungen verwendet werden, um Massenströme von Gasen basierend auf Standardvolumenströmen von Durchflussmessern zu berechnen.
Das ideale Gasgesetz zeigt die Beziehungen zwischen Druck (P), Volumen (V) und Temperatur (T) für ein ideales Gas. Es kann ausgedrückt werden als PV = nRT, wobei n sich auf die Anzahl der Mol Gas und R auf die ideale Gaskonstante bezieht. Unter Verwendung der von der IUPAC definierten aktuellen Standardtemperatur und des Standarddrucks hat 1 Mol eines idealen Gases ein Volumen von 1.385,9 Kubikzoll (22,711 Liter).
Die Standardtemperatur und der Standarddruck können sich tatsächlich auf viele verschiedene Bedingungen beziehen, die von verschiedenen Branchen verwendet werden. Beispielsweise könnte ein Ingenieurbüro entscheiden, 1 Atmosphäre und 77 Grad Fahrenheit (25 Grad Celsius) als Standardtemperatur und -druck zu verwenden, um die Umgebungsbedingungen des Gebiets besser widerzuspiegeln. Die Society of Petroleum Engineers definiert beispielsweise Standardbedingungen als 59 Grad Fahrenheit (15 Grad Celsius) und 1 bar. Bei der Arbeit mit Konstruktionsentwürfen ist es wichtig, dass eine Person die vom Konstrukteur beabsichtigten Standards versteht.
Unterschiede in den akzeptierten Werten für Standardtemperatur und -druck können von den regionalen Bedingungen abhängen. Höhere Drücke und Temperaturen sind sinnvoller für Labors und Industriebetriebe, die sich in Gebieten befinden, in denen lange Zeit heißes Wetter herrscht. Niedrigere Drücke können für Laboratorien in großen Höhen verwendet werden. Natürlich können Unterschiede in den akzeptierten Werten auch auf die persönlichen Vorlieben von Chemikern, Labortechnikern und Ingenieuren zurückzuführen sein.