표준 온도 및 압력

Standard temperature and pressure
표준 해수면 조건 또는 표준 상태와 혼동해서는 안 된다.

표준 온도 및 압력(STP)은 서로 다른 데이터 집합을 비교할 수 있도록 설정할 실험 측정의 표준 조건 세트입니다.가장 많이 사용되는 표준은 국제순수응용화학연합(IUPAC)과 국립표준기술연구소(NIST)입니다.다만, 이것들은 일반적으로 인정되고 있는 규격은 아닙니다.다른 조직은 표준 기준 조건에 대해 다양한 대체 정의를 수립했다.

화학에서 [1][2]IUPAC는 1982년에 표준 온도와 압력의 정의를 변경했다.

STP는 반응의 깁스 에너지의 열역학 평가에 일반적으로 사용되는 표준 상태와 혼동해서는 안 된다.

NIST는 20°C(293.15K, 68°F)의 온도와 1atm(14.696psi, 101.325kPa)[3]의 절대 압력을 사용합니다.이 표준은 상온 및 압력이라고도 합니다(약칭 NTP).그러나 NIST가 열역학 실험에 사용하는 일반적인 온도와 압력은 298.15K(25°C, 77°F)와 1bar(14.5038psi, 100kPa)[4][5]입니다.또한 NIST는 정제 석유 제품의 온도 보정에 "15°C(60°F)"를 사용한다. 단, 이 두 값이 [6]서로 정확하게 일치하지 않는다는 점에 유의한다.

천연 가스와 유사한 유체에 대한 국제 표준 미터법 조건은 288.15K(15.00°C; 59.00°F)와 101.325kPa이다.[7]

산업 및 상업에서 표준 온도 및 압력 조건은 종종 표준 기준 조건을 정의하여 기체와 액체의 부피 및 관련 수량(기체의 부피는 온도 및 압력에 따라 크게 변화함): 표준 입방 미터/초(S)를 표현해야 합니다.m3/s) 및 일반 입방미터/초(Nm/s)입니다3.

그러나 많은 기술 간행물(도서, 저널, 기기 및 기계의 광고)은 단순히 "표준 조건"을 명시하지 않고 기술하고 있으며, 종종 이 용어를 오래된 "정상 조건" 또는 "NC"로 대체한다.특수한 경우 혼란과 오류가 발생할 수 있습니다.모범 사례에는 항상 온도 및 압력의 기준 조건이 포함됩니다.명시되지 않은 경우 일부 실내 환경 조건은 1atm 압력에 가깝고 293K(20°C) 및 0%의 습도로 가정됩니다.

정의들

과거의 용도

1918년 이전에 미터법을 사용하는 많은 전문가와 과학자들은 가스량을 표현하기 위한 온도와 압력의 표준 기준 조건을 15°C(288.15K; 59.00°F)와 101.325kPa(1.00atm; 760Torr)로 정의했다.같은 해 영국식 또는 미국식 시스템을 사용하는 사람들에게 가장 일반적으로 사용되는 표준 기준 조건은 60°F(15.56°C; 288.71K)와 14.696psi(1atm)였다. 이는 전 세계 석유 및 가스 산업에서 거의 보편적으로 사용되었기 때문이다.위의 정의는 더 이상 두 [8]단위 시스템에서 가장 일반적으로 사용되지 않습니다.

현재 사용 현황

표준 기준 조건에 대한 많은 다른 정의가 현재 전 세계 조직에 의해 사용되고 있습니다.아래 표에 몇 가지 목록이 나와 있지만 더 있습니다.이러한 조직 중 일부는 과거에 다른 표준을 사용했습니다.예를 들어, IUPAC는 1982년부터 표준 기준 조건을 0°C와 100kPa(1bar)로 정의했으며, 이전 표준인 0°C와 101.325kPa(1atm)[2]와는 대조적이다.새로운 값은 약 112m의 고도에서 평균 대기압으로, 전 세계 거주지 중앙 고도(194m)[9]에 가깝다.

유럽, 호주 및 남아메리카의 천연가스 회사들은 표준 입방 [10][11][12]미터를 정의하기 위한 기준 값으로 사용되는 표준 가스량 기준 조건으로 15°C(59°F)와 101.325kPa(14.696psi)를 채택했습니다.또한 국제표준화기구(ISO), 미국환경보호청(EPA) 및 국립표준기술연구소(NIST)는 각각 다양한 표준과 규정에서 표준기준조건에 대한 정의를 두 개 이상 가지고 있다.

현재 사용 중인 표준 기준 조건
온도 압력. 밀도 관련있는
습도
(%)		 엔티티의 공개 또는 확립
°C 화씨 kPa mmHg psi 입력 kg/m²
0 32 100.000 750.06 14.5038 29.530 1982년[1] 이후 IUPAC(STP)
0 32 101.325 760.00 14.6959 29.921 NIST,[13] ISO 10780,[14] 1982년까지[1] IUPAC(STP)
15 59 101.325 760.00 14.6959 29.921 1.225 0[7][15] ICAO의 ISA,[15] ISO 13443,[7] EEA,[16] EGIA (SI 정의)[17]
20 68 101.325 760.00 14.6959 29.921 EPA,[18] [19]NIST이것은 NTP, 상온 및 [20]압력이라고도 합니다.
22 71.6 101.325 760.00 14.6959 29.921 20~80 미국 의학 물리학자 협회[21]
25 77 100.000 750.06 14.5038 29.530 IUPAC(SATP)
25 77 101.325 760.00 14.6959 29.921 EPA[22]
20 68 100.000 750.06 14.5038 29.530 0 카기[23]
15 59 100.000 750.06 14.5038 29.530 SPE[24]
20 68 101.3 760 14.69 29.9 50 ISO 5011[25]
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,[24] 미국 OSHA,[26] SCAQMD[27]
15.56 60 101.6 762 14.73 30.0 EGIA(임페리얼 시스템 정의)[17]
15.56 60 101.35 760.21 14.7 29.93 US DOT (SCF)[28]
15 59 99.99 750.0 14.503 29.53 78 미국 육군 표준[29][a] 메트로
15 59 101.33 760.0 14.696 29.92 60 ISO 2314,[30] ISO 3977-2[31]
21.11 70 101.3 760 14.70 29.92 0 AMCA,[32][b] 공기 밀도 = 0.075 lbm/ft3.이 AMCA 표준은 공기에만 적용됩니다.
압축가스협회(CGA)는 미국의[33] 산업용 가스 사용에 적용됩니다.
15 59 101.3 760 14.70 29.92 FAA[34]
20 68 101.325 760.00 14.6959 29.921 0 EN 14511-1:2013[35]
15 59 101.325 760.00 14.6959 29.921 0 ISO 2533:1975[36] ISO 13443:2005,[37] ISO 7504:2015[38]
0 32 101.325 760.00 14.6959 29.921 0 DIN 1343:1990[39]

약어:

  • EGIA: 전기 가스 검사법(캐나다)
  • SATP: 표준 주위 온도 및 압력
  • SCF: 표준 큐빅 피트

국제 표준 대기

항공 및 유체 역학에서 "국제 표준 대기" (ISA)는 각 고도에서 압력, 온도, 밀도 및 음속의 규격입니다.국제 표준 대기는 중위도의 대기 상태를 대표한다.미국에서 [citation needed]이 정보는 해수면 65,000피트까지의 모든 고도에서 "국제 표준 대기"와 동일한 미국 표준 대기로 지정된다.

표준 검사실 조건

표준 온도와 압력의 많은 정의는 표준 실험실 온도와 상당히 다르기 때문에(예: 0°C 대 약 25°C), 종종 "표준 실험실 조건"을 참조한다(의미적 의미에도 불구하고 "온도 및 압력에 대한 표준 조건"이라는 용어와 다르도록 의도적으로 선택된 용어).문자 그대로 해석하면 거의 동일성에 가깝다.)그러나 "표준" 실험실의 온도와 압력은 기후, 고도 및 작업장에서의 열/냉각 사용 정도에 따라 다르기 때문에 불가피하게 지리적으로 한정됩니다.예를 들어 호주 뉴사우스웨일스의 학교는 표준 실험실 조건에 [40]100kPa에서 25°C를 사용한다.ASTM International은 표준 ASTM E41 - 컨디셔닝 관련 용어 및 특정 재료 및 테스트 방법에 대한 수백 개의 특수 조건을 발행했습니다.다른 표준 기관들도 전문화된 표준 시험 조건을 가지고 있습니다.

기체의 몰 부피

가스의[41] 몰 부피를 나타낼 때 가스의 부피 또는 부피 유량을 나타낼 때와 마찬가지로 온도와 압력의 적용 가능한 기준 조건을 표시하는 것도 중요합니다.온도와 압력의 기준 조건을 나타내지 않고 기체의 몰 부피를 명시하는 것은 거의 의미가 없으며 혼동을 일으킬 수 있다.

STP 주변 및 대기압에서 가스의 몰 부피는 이상적인 가스 법칙을 사용하여 일반적으로 충분한 정확도로 계산할 수 있습니다.이상적인 가스의 몰 부피는 다음과 같이 다양한 표준 기준 조건에서 계산할 수 있다.

  • Vm = 8.3145 × 273.15 / 101.1540 = 0°C 및 101.140 kPa에서 22.4143 dm/140
  • Vm = 8.3145 × 273.15 / 100.000 = 0 °C 및 100 kPa에서 22.7113 dm/140
  • Vm = 8.3145 × 298.15 / 101.1540 = 25 °C 및 101.165 kPa에서 24.4663 dm/140
  • Vm = 8.3145 × 298.15 / 100.000 = 25 °C 및 100 kPa에서 24.7903 dm/140
  • Vm = 10.7316 × 519.67 / 14.696 = 60°F 및 14.696psi에서3 379.48ft/lbmol (또는 약 0.8366ft3/g몰)
  • Vm = 10.7316 × 519.67 / 14.730 = 60 °F 및 14.73 psi에서 378.613 ft/lbmol

기술 문헌은 많은 저자들이 이상적인 가스 상수 R 또는s 특정 가스 상수 R을 사용하고 있는지 설명하지 못하기 때문에 혼란스러울 수 있습니다.두 상수 사이의 관계는 R = R / m이며s, 여기서 m은 기체의 분자량이다.

미국 표준 대기(USSA)는 R의 값으로 83.31432m·Pa/(mol·K)를 사용합니다.그러나 USSA,1976은 이 값이 아보가드로 상수 및 볼츠만 [42]상수 값과 일치하지 않음을 인식하고 있다.

「 」를 참조해 주세요.

설명 메모

  1. ^ 압력은 750 mmHg로 지정됩니다.그러나 mmHg는 온도가 올라가면 수은이 팽창하기 때문에 온도에 의존합니다.여기에는 0~20°C 범위의 값이 나와 있습니다.
  2. ^ 규격은 지정되지 않은 온도에서 29.92inHg으로 지정된다.이는 표준 압력 101.325kPa에 상당하며, 32°F(0°C)에서 약 29.921inHg로 변환됩니다.

레퍼런스

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외부 링크