✖


Jump to content

Стандартная температура и давление

(Перенаправлено с Обычный кубический метр )
Не путать со стандартными условиями на уровне моря .
Условия, используемые при термодинамических оценках, см. в разделе «Стандартное состояние» .

Стандартная температура и давление ( STP ) или стандартные условия для температуры и давления — это различные стандартные наборы условий для экспериментальных измерений, используемые для сравнения различных наборов данных. Наиболее часто используемые стандарты — это стандарты Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC) и Национального института стандартов и технологий (NIST), хотя они не являются общепринятыми. Другие организации установили множество других определений.

В промышленности и торговле стандартные условия температуры и давления часто необходимы для выражения объемов газов и жидкостей и связанных с ними величин, таких как скорость объемного потока (объемы газов значительно изменяются в зависимости от температуры и давления): стандартные кубические метры на второй (См 3 /с) и нормальные кубические метры в секунду (Нм 3 /с).

Многие технические публикации (книги, журналы, реклама оборудования и машин) просто указывают «стандартные условия», не уточняя их; часто заменяя этот термин более старыми «нормальными условиями» или «NC». В особых случаях это может привести к путанице и ошибкам. Хорошая практика всегда включает эталонные условия температуры и давления. Если не указано иное, предполагаются некоторые условия окружающей среды в помещении: давление около 1 атм, температура 293 К (20 °C) и влажность 0 %.

Определения

[ редактировать ]

В химии ИЮПАК изменил определение стандартной температуры и давления в 1982 году: [ 1 ] [ 2 ]

NIST использует температуру 20 °C (293,15 K, 68 °F) и абсолютное давление 1 атм (14,696 фунтов на квадратный дюйм, 101,325 кПа). [ 3 ] Этот стандарт еще называют нормальной температурой и давлением (сокращенно NTP ). Однако обычная температура и давление, используемые NIST для термодинамических экспериментов, составляют 298,15 К (25 ° C , 77 ° F ) и 1 бар (14,5038 фунтов на квадратный дюйм , 100 кПа ). [ 4 ] [ 5 ] NIST также использует 15 °C (59 °F) для температурной компенсации продуктов нефтепереработки, хотя и отмечает, что эти два значения не совсем согласуются друг с другом. [ 6 ]

Стандартные исходные условия ISO 13443 для природного газа и аналогичных жидкостей составляют 288,15 К (15,00 °C; 59,00 °F) и 101,325 кПа; [ 7 ] напротив, Американский институт нефти принимает 60 ° F (15,56 ° C; 288,71 К). [ 8 ]

Прошлое использование

[ редактировать ]

До 1918 года многие специалисты и ученые, использующие метрическую систему единиц, определяли стандартные исходные условия температуры и давления для выражения объемов газа как 15 ° C (288,15 К; 59,00 ° F) и 101,325 кПа (1,00 атм ; 760 Торр ). В те же годы наиболее часто используемые стандартные условия для людей, использующих имперскую или обычную систему США, составляли 60 ° F (15,56 ° C; 288,71 К) и 14,696 фунтов на квадратный дюйм (1 атм), потому что они почти повсеместно использовались маслом и газовой промышленности во всем мире. Приведенные выше определения больше не являются наиболее часто используемыми ни в одной из систем единиц. [ 9 ]

Текущее использование

[ редактировать ]

В настоящее время организациями по всему миру используется множество различных определений стандартных референтных условий. В таблице ниже перечислены некоторые из них, но их больше. Некоторые из этих организаций в прошлом использовали другие стандарты. Например, IUPAC с 1982 года определяет стандартные исходные условия как 0 °C и 100 кПа (1 бар), в отличие от старого стандарта 0 °C и 101,325 кПа (1 атм). [ 2 ] Новое значение представляет собой среднее атмосферное давление на высоте около 112 метров, что ближе к средней мировой высоте проживания человека (194 м). [ 10 ]

Компании, занимающиеся природным газом в Европе, Австралии и Южной Америке, приняли 15 °C (59 °F) и 101,325 кПа (14,696 фунтов на квадратный дюйм) в качестве стандартных эталонных условий объема газа, используемых в качестве базовых значений для определения стандартного кубического метра . [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] Кроме того, Международная организация по стандартизации (ISO), Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и Национальный институт стандартов и технологий (NIST) имеют более одного определения стандартных эталонных условий в своих различных стандартах и ​​правилах.

Стандартные исходные условия в текущем использовании
Температура Давление Влажность Издательская или учреждающая организация
°С °Ф кПа мм рт.ст. пси дюйм ртутного столба %
 
0 32 100.000 750.06 14.5038 29.530 ИЮПАК (СТП) с 1982 г. [ 1 ]
0 32 101.325 760.00 14.6959 29.921 НИСТ , [ 14 ] ИСО 10780, [ 15 ] ранее ИЮПАК (СТП) до 1982 г. [ 1 ]
15 59 101.325 760.00 14.6959 29.921 0 ИКАО ​ ISA , [ 16 ] ИСО 13443, [ 7 ] ЕЭЗ , [ 17 ] ИСТИНА (определение SI) [ 18 ] Плотность 1,225 кг/м³
20 68 101.325 760.00 14.6959 29.921 Агентство по охране окружающей среды , [ 19 ] НИСТ . [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]
22 71.6 101.325 760.00 14.6959 29.921 20–80 Американская ассоциация физиков в медицине [ 23 ]
25 77 101.325 760.00 14.6959 29.921 САТП, [ 24 ] Агентство по охране окружающей среды [ 25 ]
20 68 100.000 750.06 14.5038 29.530 0 ЦАГИ [ 26 ]
15 59 100.000 750.06 14.5038 29.530 SPE [ 27 ]
20 68 101.3 760 14.69 29.9 50 ИСО 5011 [ 28 ]
20 68 101.33 760.0 14.696 29.92 0 ГОСТЬ 2939-63
15.56 60 101.33 760.0 14.696 29.92 ОПЭ, [ 27 ] U.S. OSHA , [ 29 ] SCAQMD [ 30 ]
15.56 60 101.6 762 14.73 30.0 ИСТИНА (Определение имперской системы) [ 18 ]
15.56 60 101.35 760.21 14.7 29.93 ТОЧКА США (SCF) [ 31 ]
15 59 99.99 750.0 14.503 29.53 78 Стандартное метро армии США [ 32 ] [ а ]
15 59 101.33 760.0 14.696 29.92 60 ИСО 2314, [ 33 ] ИСО 3977-2, [ 34 ] Справочник по основам ASHRAE [ 35 ]
21.11 70 101.3 760 14.70 29.92 0 ДЯДЯ , [ 36 ] [ б ] плотность воздуха = 0,075 фунта/фута 3 . [ 37 ] [ 38 ]
15 59 101.3 760 14.70 29.92 ФАУ [ 39 ]
20 68 101.325 760.00 14.6959 29.921 ЕН 14511-1:2013 [ 40 ]
15 59 101.325 760.00 14.6959 29.921 0 ИСО 2533:1975 [ 41 ] ИСО 13443:2005, [ 42 ] ИСО 7504:2015 [ 43 ]
0 32 101.325 760.00 14.6959 29.921 0 DIN 1343:1990 [ 44 ]

Сокращения:

  • EGIA: Закон об инспекциях электроэнергетики и газа (Канада)
  • SATP: стандартная температура и давление окружающей среды
  • SCF: стандартный кубический фут

Международная стандартная атмосфера

[ редактировать ]

В аэронавтике и гидродинамике « Международная стандартная атмосфера » (ISA) представляет собой спецификацию давления, температуры, плотности и скорости звука на каждой высоте. На стандартном среднем уровне моря он определяет температуру 15 ° C (59 ° F), давление 101 325 паскалей (14,6959 фунтов на квадратный дюйм) (1 атм ) и плотность 1,2250 кг на кубический метр (0,07647 фунта / кубический фут). Он также определяет скорость изменения температуры -6,5 ° C (-11,7 ° F) на км (приблизительно -2 ° C (-3,6 ° F) на 1000 футов). [ 45 ] [ 46 ]

Международная стандартная атмосфера отражает атмосферные условия в средних широтах. В США эта информация указана как стандартная атмосфера США , которая идентична «Международной стандартной атмосфере» на всех высотах до 65 000 футов над уровнем моря. [ нужна ссылка ]

Стандартные лабораторные условия

[ редактировать ]

Поскольку многие определения стандартной температуры и давления значительно отличаются по температуре от стандартных лабораторных температур (например, 0 °C против ~25 °C), часто делаются ссылки на «стандартные лабораторные условия» (термин, намеренно выбранный для отличия от термина «стандартные лабораторные условия»). «стандартные условия по температуре и давлению», несмотря на их семантическую близость к буквальному толкованию). Однако то, что является «стандартной» лабораторной температурой и давлением, неизбежно связано с географией, учитывая, что разные части мира различаются по климату, высоте и степени использования тепла/охлаждения на рабочем месте. Например, в школах Нового Южного Уэльса , Австралия, для стандартных лабораторных условий используется температура 25 °C при давлении 100 кПа. [ 47 ] ASTM International опубликовала стандарт ASTM E41 «Терминология, касающаяся кондиционирования», а также сотни специальных условий для конкретных материалов и методов испытаний . Другие организации по стандартизации также имеют специализированные стандартные условия испытаний. [ нужна ссылка ]

Молярный объём газа

[ редактировать ]
См. Также: Стандартные кубические футы и Нефтяной баррель.

Не менее важно указать применимые эталонные условия температуры и давления при указании молярного объема газа. [ 48 ] как и при выражении объема газа или объемного расхода. Указание молярного объема газа без указания эталонных условий температуры и давления имеет очень мало смысла и может вызвать путаницу.

Молярный объем газов вблизи STP и при атмосферном давлении можно рассчитать с точностью, которой обычно достаточно, используя закон идеального газа . Молярный объем любого идеального газа можно рассчитать при различных стандартных условиях, как показано ниже:

  • Вм = 8,3145 ×273,15/101,325 = 22,414 дм 3 /моль при 0 °C и 101,325 кПа
  • Вм дм = 8,3145×273,15/100,000 = 22,711 3 /моль при 0 °C и 100 кПа
  • Вм = 8,3145 ×288,15/101,325 = 23,645 дм 3 /моль при 15 °C и 101,325 кПа
  • Вм дм = 8,3145×298,15/101,325 = 24,466 3 /моль при 25 °C и 101,325 кПа
  • Вм дм = 8,3145×298,15/100,000 = 24,790 3 /моль при 25 °C и 100 кПа
  • В м = 10,7316 × 519,67 / 14,696 = 379,48 футов 3 /фунт-моль при 60 °F и 14,696 фунтов на квадратный дюйм (или около 0,8366 футов). 3 /грамм моль)
  • В м = 10,7316 × 519,67 / 14,730 = 378,61 фута 3 /фунтмоль при 60 °F и 14,73 фунта на квадратный дюйм

Техническая литература может сбивать с толку, поскольку многие авторы не могут объяснить, используют ли они постоянную идеального газа R или удельную газовую постоянную R s . Связь между двумя константами равна R s = R / m , где m — молекулярная масса газа.

Стандартная атмосфера США (USSA) использует 8,31432 м2. 3 ·Па/(моль·К) как значение R . Однако в 1976 году USSA признало, что это значение не соответствует значениям постоянной Авогадро и постоянной Больцмана . [ 49 ]

См. также

[ редактировать ]

Пояснительные примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Давление указано как 750 мм рт. ст . Однако мм рт.ст. зависит от температуры, поскольку ртуть расширяется при повышении температуры. Здесь приведены значения для диапазона 0–20 °C.
  2. ^ Стандарт указан как 29,92 дюйма рт. ст. при неопределенной температуре. Скорее всего, это соответствует стандартному давлению 101,325 кПа, преобразованному в ~ 29,921 дюйма рт. ст. при температуре 32 ° F (0 ° C).

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с А.Д. Макнот и А. Уилкинсон (1997). Ничего, Милослав; Ират, Иржи; Кошата, Бедржих; Дженкинс, Обри; Макнот, Алан (ред.). ИЮПАК. Сборник химической терминологии (PDF) (2-е изд.). Оксфорд: Научные публикации Блэквелла. Мистер. 54. дои : 10.1351/goldbook . ISBN  0-632-03583-8 . Стандартные условия для газов: ... и давление 10 5 паскалей. Предыдущее стандартное абсолютное давление 1 атм (эквивалент 101,325 кПа) было изменено на 100 кПа в 1982 году. ИЮПАК рекомендует прекратить использование прежнего давления.
  2. ^ Перейти обратно: а б А.Д. Макнот и А. Уилкинсон (1997). «стандартное давление» . ИЮПАК. Сборник химической терминологии (2-е изд.). Оксфорд: Научные публикации Блэквелла. дои : 10.1351/goldbook.S05921 . ISBN  978-0-9678550-9-7 .
  3. ^ Дуарон, Теодор Д. (январь 2007 г.). «20 градусов Цельсия — краткая история стандартной эталонной температуры для промышленных измерений размеров» . НИСТ . 112 (1): 1–23. дои : 10.6028/jres.112.001 . ПМК   4654601 . ПМИД   27110451 .
  4. ^ Хелрих, Карл С. (14 ноября 2008 г.). Современная термодинамика со статистической механикой . Springer Science & Business Media. ISBN  978-3-540-85418-0 .
  5. ^ «Путеводитель по веб-книге NIST по химии» . webbook.nist.gov . Проверено 6 октября 2020 г.
  6. ^ «Технические характеристики, допуски и другие технические требования к устройствам для взвешивания и измерения» (PDF) . п. 3-1.
  7. ^ Перейти обратно: а б Природный газ – Стандартные исходные условия (ISO 13443) . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 1996.
  8. ^ API Измерение нефти
  9. ^ Дуарон, Тед (январь – февраль 2007 г.). «20 ° C - Краткая история стандартной эталонной температуры для промышленных измерений размеров» . Журнал исследований Национального института стандартов и технологий . 112 (1): 1–23. дои : 10.6028/jres.112.001 . ПМК   4654601 . ПМИД   27110451 .
  10. ^ Коэн, Джоэл Э.; Смолл, Кристофер (24 ноября 1998 г.). «Гипсографическая демография: распределение населения по высоте» . Труды Национальной академии наук . 95 (24): 14009–14014. Бибкод : 1998PNAS...9514009C . дои : 10.1073/pnas.95.24.14009 . ПМК   24316 . ПМИД   9826643 .
  11. ^ Гаско . «Концепции – Стандартный кубический метр (см3)» . Архивировано из оригинала 18 октября 2007 года . Проверено 25 июля 2008 г. Scm: Обычное сокращение стандартного кубического метра – кубический метр газа при стандартных условиях, определяемых как атмосферное давление 1,01325 бар и температура 15°C. Этот прибор обеспечивает измерение объема газа.
  12. ^ Северный поток (октябрь 2007 г.). «Состояние маршрута газопровода Nord Stream в Балтийском море» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 16 февраля 2008 г. Проверено 25 июля 2008 г. миллиард кубических метров (стандартный кубический метр – кубический метр газа при стандартных условиях, определяемых как атмосферное давление 1 атм и температура 15 °C).
  13. ^ Метрогаз (июнь 2004 г.). «Договор купли-продажи природного газа» . Проверено 25 июля 2008 г. Под природным газом в стандартных условиях понимается количество природного газа, которое при температуре пятнадцати (15) градусов Цельсия и давлении 101,325 килопаскаля занимает объем одного (1) кубического метра.
  14. ^ НИСТ (1989). «Стандартная справочная база данных NIST 124 - Таблицы тормозной способности и диапазонов для электронов, протонов и ионов гелия» . Архивировано из оригинала 6 октября 2010 года . Проверено 25 июля 2008 г. Если вы хотите, чтобы программа обрабатывала материал как идеальный газ, плотность будет считаться равной M / V , где M — молекулярная масса газа в граммах, а V — мольный объем, равный 22414 см3. 3 при стандартных условиях (0 град С и 1 атм).
  15. ^ ИСО (1994). «ISO 10780:1994: Выбросы из стационарных источников. Измерение скорости и объемного расхода газовых потоков в воздуховодах» .
  16. ^ Роберт С. Уэст, изд. (1975). Справочник по физике и химии (56-е изд.). ЦРК Пресс. стр. F201–F206. ISBN  978-0-87819-455-1 .
  17. ^ Добыча, первичная обработка и погрузка жидкого и газообразного ископаемого топлива (Руководство по инвентаризации выбросов B521, мероприятия 050201 – 050303) (PDF) . Копенгаген, Дания: Европейское агентство по охране окружающей среды. Сентябрь 1999 года.
  18. ^ Перейти обратно: а б «Закон о проверке электроэнергии и газа», SOR/86-131 (определяет набор стандартных условий для британских единиц и другой набор для метрических единиц) Канадские законы .
  19. ^ «Стандарты эффективности для новых источников», 40 CFR — Защита окружающей среды, Глава I, Часть 60, Раздел 60.2, 1990.
  20. ^ Райт, доктор медицинских наук; Джонсон, АН; Молдовер, MR (2003). «Проектирование и неопределенность стандарта расхода газа PVTt» (PDF) . Журнал исследований Национального института стандартов и технологий . 108 (1): 21–47. дои : 10.6028/jres.108.004 . ПМЦ   4844527 . ПМИД   27413592 . Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2004 г.
  21. ^ (Также называется NTP, нормальная температура и давление.)
  22. ^ «В чем разница между STP и NTP?» . Сократик . Архивировано из оригинала 27 ноября 2015 г. Проверено 28 августа 2018 г.
  23. ^ Алмонд, Питер Р.; Биггс, Питер Дж.; Курси, Б.М.; Хэнсон, ВФ; Хук, М. Сайфул; Нат, Равиндер; Роджерс, DWO (1999). «Протокол AAPM TG-51 для клинической эталонной дозиметрии фотонов и электронных пучков высоких энергий» . Медицинская физика . 26 (9): 1847–1870. Бибкод : 1999MedPh..26.1847A . дои : 10.1118/1.598691 . ПМИД   10505874 . S2CID   12687636 .
  24. ^ «Справочник CRC по химии и физике», Определение окружающей среды, главы 1–26, 95-е издание, Уильям М. Хейнс, изд., CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, 2014.
  25. ^ «Национальные первичные и вторичные стандарты качества окружающего воздуха», 40 CFR — Защита окружающей среды, Глава I, Часть 50, Раздел 50.3, 1998.
  26. ^ «Глоссарий» . Кливленд, Огайо, США: Институт сжатого воздуха и газа. 2002. Архивировано из оригинала 2 сентября 2007 г.
  27. ^ Перейти обратно: а б «Метрическая система единиц SI и метрический стандарт SPE (1982 г.)» (PDF) . Общество инженеров-нефтяников. Стандартная температура (стр. 24) и примечания к таблице 2.3 (на странице PDF 25 из 42 страниц PDF) определяют два разных набора исходных условий: один для стандартного кубического фута, а другой для стандартного кубического метра.
  28. ^ Фильтры воздухозаборника (ISO 5011:2002) . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 2002.
  29. ^ «Хранение и обращение со сжиженными нефтяными газами» и «Хранение и обращение с безводным аммиаком», 29 CFR — Труд, Глава XVII — Управление по охране труда, часть 1910, разд. 1910.110 и 1910.111, 1993 г. Хранение/обращение со сжиженным нефтяным газом .
  30. ^ «Правило 102, Определение терминов (стандартные условия)», поправки от декабря 2004 г., Район управления качеством воздуха Южного побережья, Лос-Анджелес, Калифорния, Правило 102 SCAQMD США.
  31. ^ «49 CFR § 171» . Проверено 22 мая 2018 г.
  32. ^ Сьерра Пули. «Глава 3 – Влияние высоты и атмосферных условий (раздел внешней баллистики)» . Руководство по перезарядке винтовки и пистолета (5-е изд.). Седалиа, Миссури, США. Архивировано из оригинала 9 марта 2006 г. Проверено 3 февраля 2006 г.
  33. ^ Газовые турбины. Приемочные испытания (ISO 2314:2009) (2-е изд.). Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 2009.
  34. ^ Газовые турбины. Закупки. Часть 2. Стандартные исходные условия и номинальные характеристики (ISO 3977-2:1997) . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 1997.
  35. ^ «Онлайн-руководство ASHRAE» . www.ashrae.org . Проверено 9 августа 2023 г.
  36. ^ Стандарт ANSI/AMCA 210, «Лабораторные методы тестирования вентиляторов на предмет аэродинамических характеристик», как указано в http://www.greenheck.com/pdf/centrifugal/Plug.pdf при доступе 17 октября 2007 г.
  37. ^ Этот стандарт AMCA применяется только к воздуху; Ассоциация по сжатому газу [CGA] распространяется на использование промышленного газа в США.
  38. ^ Ассоциация сжатого газа (06 декабря 2012 г.). Справочник по сжатому газу . Спрингер. ISBN  9781461306733 . Проверено 22 ноября 2017 г.
  39. ^ Справочник пилота по авиационным знаниям (PDF) . Федеральное управление гражданской авиации Министерства транспорта США. 2016. с. 4-3.
  40. ^ Кондиционеры, жидкостные охлаждающие установки и тепловые насосы с компрессорами с электроприводом для отопления и охлаждения помещений . Великобритания: BSI EN. 2013.
  41. ^ Стандартная атмосфера . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 1975.
  42. ^ Природный газ – Стандартные исходные условия . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 1996.
  43. ^ Газовый анализ — Словарь . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 2015.
  44. ^ эталонное состояние, стандартное состояние, стандартный объем; Условия и ценности . Германия: Немецкий институт стандартизации. 1990.
  45. ^ Олд, диджей; Шринивас, К. (2008). «Свойства атмосферы» . Архивировано из оригинала 9 июня 2013 г. Проверено 13 марта 2008 г.
  46. ^ Бэтчелор, Г.К., Введение в гидродинамику , Кембриджский университет. Пресс, 1967.
  47. ^ Питер Гриббон ​​(2001). Карманный учебник Excel HSC по химии для 11–12 классов . Паскаль Пресс. ISBN  978-1-74020-303-6 .
  48. ^ «Фундаментальные физические свойства: молярные объемы (значения CODATA для идеальных газов)» . НИСТ .
  49. ^ Стандартная атмосфера США, 1976 , Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1976.
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Standard_temperature_and_pressure&oldid=1241617802"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: fdae2093bd0f11bb7ecdb8878bafd561__1723495740
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/fd/61/fdae2093bd0f11bb7ecdb8878bafd561.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Standard temperature and pressure - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)