Co to jest standardowa temperatura i ciśnienie?
W chemii, fizyce i inżynierii termin „standardowa temperatura i ciśnienie” (STP) odnosi się do standardowego zestawu warunków dla gazu jako podstawy do obliczeń. Istnieje kilka definicji standardowych temperatur i ciśnień, a wartości tych odniesień będą zależeć od pożądanych zastosowań, branż lub ustawień akademickich. Historycznie najczęstszym zestawem standardów była temperatura 32 stopni Fahrenheita (0 stopni Celsjusza) i ciśnienie 1 atmosfery lub 101,325 kilopaskali (kPa), chociaż ciśnienie 1 bar lub 100 kPa jest obecnie akceptowane przez Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC). Standardowe ciśnienie odzwierciedla przyjęte średnie ciśnienie atmosfery na poziomie morza, a standardowa temperatura odzwierciedla punkt zamarzania czystej wody pod tym ciśnieniem.
Standardowe warunki są najczęściej stosowane do obliczeń gazu w chemii i inżynierii. Na przykład możliwe jest obliczenie objętości molowej gazu doskonałego w standardowej temperaturze i ciśnieniu za pomocą prawa gazu doskonałego. W inżynierii można zastosować standardowe warunki do obliczenia masowych natężeń przepływu gazów w oparciu o standardowe objętościowe natężenia przepływu z przepływomierzy.
Prawo gazu doskonałego pokazuje zależności między ciśnieniem (P), objętością (V) i temperaturą (T) dla gazu doskonałego. Można to wyrazić jako PV = nRT, gdzie n odnosi się do liczby moli gazu, a R odnosi się do idealnej stałej gazu. Stosując aktualną standardową temperaturę i ciśnienie określone przez IUPAC, 1 mol gazu idealnego będzie miał objętość 1 385,9 cali sześciennych (22,711 litrów).
Standardowa temperatura i ciśnienie mogą w rzeczywistości odnosić się do wielu różnych warunków stosowanych w różnych branżach. Na przykład firma inżynierska może zdecydować się na zastosowanie 1 atmosfery i 77 stopni Fahrenheita (25 stopni Celsjusza) jako swojej standardowej temperatury i ciśnienia, aby lepiej odzwierciedlić warunki otoczenia w tym obszarze. Na przykład Society of Petroleum Engineers określa standardowe warunki na 59 stopni Fahrenheita (15 stopni Celsjusza) i 1 bar. Podczas pracy z projektami inżynierskimi ważne jest, aby osoba zrozumiała zamierzone przez projektanta normy.
Różnice w przyjętych wartościach dla standardowej temperatury i ciśnienia mogą zależeć od warunków regionalnych. Wyższe ciśnienia i temperatury mają większy sens w laboratoriach i branżach zlokalizowanych w obszarach narażonych na długie okresy upałów. Niższe ciśnienia mogą być stosowane w laboratoriach na wysokich wysokościach. Oczywiście różnice w przyjętych wartościach mogą wynikać również z osobistych preferencji chemików, techników laboratoryjnych i inżynierów.