Kas ir standarta temperatūra un spiediens?

Ķīmijā, fizikā un inženierzinātnēs termins “standarta temperatūra un spiediens” (STP) attiecas uz standarta nosacījumu kopumu gāzei, kas ir aprēķinu pamatā. Ir vairākas standarta temperatūras un spiediena definīcijas, un šo atsauču vērtības būs atkarīgas no vēlamajiem lietojumiem, nozarēm vai akadēmiskajiem iestatījumiem. Vēsturiski visizplatītākais standartu kopums bija temperatūra 32 grādi pēc Fārenheita (0 grādi pēc Celsija) un spiediens 1 atmosfēra jeb 101.325 kilopaskāli (kPa), lai gan pašlaik tiek pieņemts spiediens 1 bārs jeb 100 kPa. Starptautiskā tīrās un lietišķās ķīmijas savienība (IUPAC). Standarta spiediens atspoguļo pieņemto vidējo atmosfēras spiedienu jūras līmenī, un standarta temperatūra atspoguļo tīra ūdens sasalšanas punktu pie šī spiediena.

Gāzes aprēķinos ķīmijā un inženierzinātnēs visbiežāk izmanto standarta nosacījumus. Piemēram, ir iespējams aprēķināt ideālās gāzes molāro tilpumu STP, izmantojot ideālās gāzes likumu. Inženierzinātnēs standarta apstākļus var izmantot, lai aprēķinātu gāzu masas plūsmas ātrumus, pamatojoties uz standarta tilpuma plūsmas ātrumu no plūsmas mērītājiem.

Ideālās gāzes likums parāda attiecības starp spiedienu (P), tilpumu (V) un temperatūru (T) ideālai gāzei. To var izteikt kā PV = nRT, kur n attiecas uz gāzes molu skaitu un R attiecas uz ideālo gāzes konstanti. Izmantojot pašreizējo standarta temperatūru un spiedienu, kā noteikts IUPAC, 1 mola ideālas gāzes tilpums būs 1,385.9 kubikcollas (22.711 litri).

Standarta temperatūra un spiediens faktiski var attiekties uz daudziem dažādiem apstākļiem, ko izmanto dažādas nozares. Piemēram, inženieru firma var nolemt izmantot 1 atmosfēru un 77 grādus pēc Fārenheita (25 grādi pēc Celsija) kā savu STP, lai labāk atspoguļotu apkārtējās vides apstākļus apgabalā. Piemēram, Naftas inženieru biedrība standarta apstākļus definē kā 59 grādus pēc Fārenheita (15 grādi pēc Celsija) un 1 bāru. Strādājot ar inženiertehniskajiem projektiem, cilvēkam ir svarīgi saprast projektētāja iecerētos standartus.

Atšķirības standarta temperatūras un spiediena pieņemtajās vērtībās var būt atkarīgas no reģionālajiem apstākļiem. Augstāks spiediens un temperatūra ir saprātīgāka laboratorijām un nozarēm, kas atrodas apgabalos, kuros ilgstoši ir karsti laikapstākļi. Laboratorijās lielos augstumos var izmantot zemāku spiedienu. Protams, atšķirības pieņemtajās vērtībās var būt saistītas arī ar ķīmiķu, laboratorijas tehniķu un inženieru personīgajām vēlmēm.