标准状况(英語:standard temperature and pressure, STP,标准温度与标准压力),简称「标况」。由於地表各處的溫度、壓力皆不同,即使是同一地點的溫度壓强也隨測量時間不同而相異,因此為研究方便,制定出描述物質特徵的標準狀況。
在化学领域,国际纯化学和应用化学联合会(IUPAC)在1982年改变了标准温度和标准压力(STP)的定义:
- 自1982年以来,标准状况定义为0 ℃(273.15 K)、100kPa,這樣的定義接近海平面上水的冰點。1摩尔的理想氣體在STP下占有的體積為22.710953(21)L(CODATA 2010),為標準摩尔體積(standard molar volume)。這是区别一般条件而制定的标准。
历史上由巴黎制定的通行欧洲的舊制標準如下:
- 压强p = 1 atm = 101325 帕斯卡 = 1013.25 hPa = 101.325 kPa = 1.01325 bar.
- 温度T = 298.15 K ≙ 25 °C,空气密度ρ = 1.184 kg/m³.
- 现在也使用T = 293.15 K ≙ 20 °C 空气密度ρ = 1.204 kg/m³.
在化学和生物化学中另外还包括定义的观察反应物浓度,一般情况下为1mol/L(1 M)。[來源請求]在生物化学中只有氢离子例外(H+)。限定pH为7,即10-7 mol/l H+离子浓度用于准生理条件描述,肌体条件,细胞内部条件等。
当前使用的标准状况
世界各地的组织目前正在使用许多不同的标准状况定义。 下表列出了其中的一些。 其中一些组织过去使用过其他标准。 例如,自1982年以来,IUPAC将标准参考条件定义为0°C和100 kPa(1 bar),而其旧标准为0°C和101.325 kPa(1 atm)。
溫度 | 絕對壓力 | 相对湿度 | 出版或創立者 |
---|---|---|---|
°C | kPa | % RH | |
0 | 100.000 | IUPAC(1982年之后正在使用的定義) | |
0 | 101.325 | IUPAC(1982年以前使用的定義)NIST[1], ISO 10780[2] | |
15 | 101.325 | 0[3][4] | ICAO's ISA,[3]ISO 13443,[4] EEA,[5] EGIA[6] |
20 | 101.325 | EPA,[7] NIST[8] | |
25 | 101.325 | EPA[9] | |
25 | 100.000 | SATP[10] | |
20 | 100.000 | 0 | CAGI[11] |
15 | 100.000 | SPE[12] | |
°F | psi | % RH | |
60 | 14.696 | SPE,[12] U.S. OSHA,[13] SCAQMD[14] | |
60 | 14.73 | EGIA,[6] OPEC,[15] U.S. EIA[16] | |
59 | 14.503 | 78 | U.S. Army Standard Metro[17][18] |
59 | 14.696 | 60 | ISO 2314, ISO 3977-2[19] |
°F | in Hg | % RH | |
70 | 29.92 | 0 | AMCA,[20][21] air density = 0.075 lbm/ft³. This AMCA standard applies only to air. |
注釋:
- EGIA:加拿大电力和燃气检验法
- SATP:标准的环境压力和温度
- SCAQMD:加州南海岸空气质量管理区
气体摩尔体积
当表示气体的摩尔体积时,要指明适用的温度和压力条件。 在不指明温度和压力条件的情况下,说明气体的摩尔体积几乎没有意义并且可能引起混淆。
通过使用理想气体定律,可以计算在标准状况下的气体摩尔体积。 任何理想气体的摩尔体积可以在各种标准参考条件下计算,如下所示:
- Vm = 8.3145 × 273.15 / 101.325 = 22.414 dm3/mol (在 0 °C 和 101.325 kPa 下)
- Vm = 8.3145 × 273.15 / 100.000 = 22.711 dm3/mol (在 0 °C 和 100 kPa 下)
- Vm = 8.3145 × 298.15 / 101.325 = 24.466 dm3/mol (在25 °C 和 101.325 kPa 下)
- Vm = 8.3145 × 298.15 / 100.000 = 24.790 dm3/mol (在25 °C 和 100 kPa 下)
- Vm = 10.7316 × 519.67 / 14.730 = 378.61 ft3/lbmol (在60 °F 和 14.73 psi 下)
参看
參考資料
外部連結
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