Стандардни услови за температуру и притисак

С Википедије, слободне енциклопедије

Стандардна температура и притисак (СТП) су стандардни скупови услова за експериментална мерења која треба да се успоставе како би се омогућила поређења између различитих скупова података. Највише се користе стандарди Међународне уније за чисту и примењену хемију (IUPAC) и Националног института за стандарде и технологију (NIST), иако то нису универзално прихваћени стандарди. Друге организације су успоставиле низ алтернативних дефиниција за своје стандардне референтне услове.

У хемији термин нормални услови (скраћено Н. У.) обележавају температуру од тачно 0°C (273,15 K) и притисак од 1 atm (дефинисан као 101,325 Pa).[1] Ове вредности су приближне температури мржњења воде и атмосферском притиску на нивоу мора. Температура и ваздушни притисак могу варирати од једног места до другог на Земљи, и такође могу варирати на истом месту са временом. Ове вредности су, ипак, веома битне у многим хемијским и физичким процесима, посебно у вези са мерењима. Стога је било потребно да се дефинишу стандардни услови за температуру и притисак.

IUPAC је променио дефиницију стандардне температуре и притиска 1982:[2][3]

  • До 1982. године, СТП су били дефинисани као температура од 273,15 K (0 °C, 32 °F) и апсолутни притисак од тачно 1 atm (101,325 kPa).
  • Од 1982. године, СТП се дефинише као температура од 273,15 K (0 °C, 32 °F) и апсолутни притисак од тачно 105 Pa (100 kPa, 1 bar).

NIST користи температуру од 20 °C (293,15 K, 68 °F) и апсолутни притисак од 1 atm (14,696 psi, 101,325 kPa).[4] Овај стандард се такође назива нормална температура и притисак (скраћено НТП). Међутим, уобичајена температура и притисак које NIST користи за термодинамичке експерименте је 298,15 K (25°C, 77°F) и 1 bar (14,5038 psi, 100 kPa).[5][6] NIST такође користи „15 °C (60 °F)“ за температурну компензацију рафинисаних нафтних деривата, упркос напомени да ове две вредности нису баш у складу једна са другом.[7]

Међународни стандардни метрички услови за природни гас и сличне флуиде су 288,15 K (15,00 °C; 59,00 °F) и 101,325 kPa.[8]

Дефиниције[уреди | уреди извор]

Раније употребе[уреди | уреди извор]

Пре 1918. године, многи професионалци и научници који су користили метрички систем јединица дефинисали су стандардне референтне услове температуре и притиска за изражавање запремине гаса као 15 °C (288,15 K; 59,00 °F) и 101.325 kPa (1.000 atm; 760.000 Torr). Током тих истих година, најчешће коришћени стандардни референтни услови за људе који су користили империјални или амерички уобичајени систем били су 60 °F (15,56 °C; 288,71 K) и 14,696 psi (1 atm), јер се скоро универзално користио од стране индустрије нафте и гаса широм света. Горе наведене дефиниције више нису најчешће коришћене ни у једном систему јединица.[9]

Тренутна употреба[уреди | уреди извор]

Организације широм света тренутно користе многе различите дефиниције стандардних референтних услова. Табела испод наводи неке од њих, али има и других. Неке од ових организација су у прошлости користиле друге стандарде. На пример, IUPAC је од 1982. дефинисао стандардне референтне услове као 0 °C и 100 kPa (1 bar), за разлику од свог старог стандарда од 0 °C и 101,325 kPa (1 atm).[3] Нова вредност је средњи атмосферски притисак на надморској висини од око 112 метара, што је ближе светској средњој надморској висини људског становања (194 m).[10]

Компаније природног гаса у Европи, Аустралији и Јужној Америци усвојиле су 15 °C (59 °F) и 101,325 kPa (14,696 psi) као своје стандардне референтне услове запремине гаса, који се користе као основне вредности за дефинисање стандардног кубног метра.[11][12][13] Такође, Међународна организација за стандардизацију (ISO), Агенција за заштиту животне средине Сједињених Држава (EPA) и Национални институт за стандарде и технологију (NIST) имају више од једне дефиниције стандардних референтних услова у својим различитим стандардима и прописима.

Стандардни референтни услови у тренутној употреби
Температура Притисак Релативна
влажност

(%)
Издавачки или оснивачки ентитет
°C °F kPa mmHg psi inHg
0 32 100,000 750,06 14,5038 29,530   IUPAC (STP) од 1982[2]
0 32 101,325 760,00 14,6959 29,921   NIST,[14] ISO 10780,[15] раније IUPAC (STP) до 1982[2]
15 59 101,325 760,00 14,6959 29,921 0[8][16] ICAO's ISA,[16] ISO 13443,[8] EEA,[17] EGIA (СИ дефиниција)[18]
20 68 101,325 760,00 14,6959 29,921   EPA,[19] NIST.[20] Ово се такође назива НТП, нормална температура и притисак.[21]
22 71,6 101,325 760,00 14,6959 29,921 20–80 Америчко удружење физичара у медицини[22]
25 77 100,000 750,06 14,5038 29,530   IUPAC (SATP)
25 77 101,325 760,00 14,6959 29,921   EPA[23]
20 68 100,000 750,06 14,5038 29,530 0 CAGI[24]
15 59 100,000 750,06 14,5038 29,530   SPE[25]
20 68 101,3 760 14,69 29,9 50 ISO 5011[26]
20 68 101,33 760,0 147 300 0 GOST 2939-63
15,56 60 101,33 760,0 14,696 29.920   SPE,[25] U.S. OSHA,[27] SCAQMD[28]
15,56 60 101,6 762 14,73 3.000   EGIA (дефиниција империјалног система)[18]
15,56 60 101,35 760,21 14,7 299,30   U.S. DOT (SCF)[29]
15 59 99,99 750,0 14,503 29.530 78 U.S. Армијски стандардни метро[30][а]
15 59 101,33 760,0 14,696 29.920 60 ISO 2314,[31] ISO 3977-2[32]
21,11 70 101,3 760 14,70 29,92 0 AMCA,[33][б] густина ваздуха = 0,075 lbm/ft3. Овај AMCA стандард се односи само на ваздух;
Удружење за компримовани гас [CGA] примењује се на употребу индустријског гаса у САД[34]
15 59 101,3 760 14,70 29,92   Савезна управа за ваздухопловство (FAA)[35]
20 68 101,325 760,00 14,6959 29,921 0 EN 14511-1:2013[36]
15 59 101,325 760,00 14,6959 29,921 0 ISO 2533:1975[37] ISO 13443:2005,[38] ISO 7504:2015[39]
0 32 101,325 760,00 14,6959 29,921 0 DIN 1343:1990[40]

Скраћенице:

  • EGIA: Закон о инспекцији електричне енергије и гаса (Канада)
  • SATP: Стандардна температура и притисак околине
  • SCF: Стандардна кубична стопа

Напомене[уреди | уреди извор]

  1. ^ The pressure is specified as 750 mmHg. However, the mmHg is temperature-dependent, since mercury expands as temperature goes up. Here the values for the 0–20 °C range are given.
  2. ^ The standard is given as 29.92 inHg at an unspecified temperature. This most likely corresponds to a standard pressure of 101.325 kPa, converted into ~29.921 inHg at 32 °F (0 °C).

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ A. D. McNaught, A. Wilkinson (1997). Compendium of Chemical Terminology, The Gold Book (PDF) (2nd изд.). Blackwell Science. ISBN 978-0-86542-684-9. 
  2. ^ а б в A. D. McNaught and A. Wilkinson (1997). Nič, Miloslav; Jirát, Jiří; Košata, Bedřich; Jenkins, Aubrey; McNaught, Alan, ур. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (PDF) (2nd изд.). Oxford: Blackwell Scientific Publications. стр. 54. ISBN 0-632-03583-8. doi:10.1351/goldbook. »Standard conditions for gases: ... and pressure of 105 pascals. The previous standard absolute pressure of 1 atm (equivalent to 101.325 kPa) was changed to 100 kPa in 1982. IUPAC recommends that the former pressure should be discontinued.« 
  3. ^ а б A. D. McNaught and A. Wilkinson (1997). „standard presure”. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (2nd изд.). Oxford: Blackwell Scientific Publications. ISBN 978-0-9678550-9-7. doi:10.1351/goldbook.S05921. 
  4. ^ „20 Degrees Celsius--A Short History of the Standard Reference Temperature for Industrial Dimensional Measurements”. 
  5. ^ Helrich, Carl S. (2008-11-14). Modern Thermodynamics with Statistical Mechanics (на језику: енглески). Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-85418-0. 
  6. ^ „A Guide to the NIST Chemistry WebBook”. webbook.nist.gov. Приступљено 2020-10-06. 
  7. ^ „Specifications, Tolerances, and Other Technical Requirements for Weighing and Measuring Devices” (PDF). стр. 3-1. 
  8. ^ а б в Natural gas – Standard reference conditions (ISO 13443). Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization. 1996. 
  9. ^ Doiron, Ted (2007). „20 °C – A Short History of the Standard Reference Temperature for Industrial Dimensional Measurements”. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 112 (1): 1—23. PMC 4654601Слободан приступ. PMID 27110451. doi:10.6028/jres.112.001. 
  10. ^ Cohen, Joel E.; Small, Christopher (24. 11. 1998). „Hypsographic demography: The distribution of human population by altitude”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 95 (24): 14009—14014. PMC 24316Слободан приступ. PMID 9826643. doi:10.1073/pnas.95.24.14009Слободан приступ. 
  11. ^ Gassco. „Concepts – Standard cubic meter (scm)”. Архивирано из оригинала на датум 18. 10. 2007. Приступљено 2008-07-25. »Scm: The usual abbreviation for standard cubic metre – a cubic metre of gas under a standard condition, defined as an atmospheric pressure of 1.01325 bar and a temperature of 15°C. This unit provides a measure for gas volume.« 
  12. ^ Nord Stream (октобар 2007). „Status of the Nord Stream pipeline route in the Baltic Sea” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) на датум 2008-02-16. Приступљено 2008-07-25. »bcm: Billion Cubic Meter (standard cubic metre – a cubic metre of gas under a standard condition, defined as an atmospheric pressure of 1 atm and a temperature of 15 °C.)« 
  13. ^ Metrogas (2004). „Natural gas purchase and sale agreement”. Приступљено 2008-07-25. »Natural gas at standard condition shall mean the quantity of natural gas, which at a temperature of fifteen (15) Celsius degrees and a pressure of 101.325 kilopascals occupies the volume of one (1) cubic meter.« 
  14. ^ NIST (1989). „NIST Standard Reference Database 124 – Stopping-Power and Range Tables for Electrons, Protons, and Helium Ions”. Архивирано из оригинала на датум 6. 10. 2010. Приступљено 2008-07-25. »If you want the program to treat the material as an ideal gas, the density will be assumed given by M/V, where M is the gram molecular weight of the gas and V is the mol volume of 22414 cm3 at standard conditions (0 deg C and 1 atm).« 
  15. ^ ISO (1994). „ISO 10780:1994 : Stationary source emissions – Measurement of velocity and volume flowrate of gas streams in ducts”. 
  16. ^ а б Robert C. Weast, ур. (1975). Handbook of Physics and Chemistry (56th изд.). CRC Press. стр. F201—F206. ISBN 978-0-87819-455-1. 
  17. ^ Extraction, First Treatment and Loading of Liquid & Gaseous Fossil Fuels (Emission Inventory Guidebook B521, Activities 050201 – 050303) (PDF). Copenhagen, Denmark: European Environmental Agency. септембар 1999. 
  18. ^ а б "Electricity and Gas Inspection Act", SOR/86-131 (defines a set of standard conditions for Imperial units and a different set for metric units)  Canadian Laws.
  19. ^ "Standards of Performance for New Sources", 40 CFR—Protection of the Environment, Chapter I, Part 60, Section 60.2, 1990  New Source Performance Standards.
  20. ^ Wright, J. D.; Johnson, A. N.; Moldover, M. R. (2003). „Design and Uncertainty for a PVTt Gas Flow Standard” (PDF). Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 108 (1): 21—47. PMC 4844527Слободан приступ. PMID 27413592. doi:10.6028/jres.108.004. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 2004-07-21. 
  21. ^ „What is the difference between STP and NTP?”. Socratic. Архивирано из оригинала на датум 2015-11-27. Приступљено 2018-08-28. 
  22. ^ Almond, Peter R.; Biggs, Peter J.; Coursey, B. M.; Hanson, W. F.; Huq, M. Saiful; Nath, Ravinder; Rogers, D. W. O. (1999). „AAPM's TG-51 protocol for clinical reference dosimetry of high-energy photon and electron beams”. Medical Physics. 26 (9): 1847—1870. Bibcode:1999MedPh..26.1847A. PMID 10505874. S2CID 12687636. doi:10.1118/1.598691. 
  23. ^ "National Primary and Secondary Ambient Air Quality Standards", 40 CFR—Protection of the Environment, Chapter I, Part 50, Section 50.3, 1998  National Ambient Air Standards.
  24. ^ „Glossary”. Cleveland, OH, USA: Compressed Air and Gas Institute. 2002. Архивирано из оригинала на датум 2007-09-02. 
  25. ^ а б „The SI Metric System of Units and SPE Metric Standard (1982)” (PDF). Society of Petroleum Engineers. Standard Temperature (Page 24), and Notes for Table 2.3, (on PDF page 25 of 42 PDF pages), define two different sets of reference conditions, one for the standard cubic foot and one for the standard cubic meter. 
  26. ^ Air Intake Filters (ISO 5011:2002). Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization. 2002. 
  27. ^ "Storage and Handling of Liquefied Petroleum Gases" and "Storage and Handling of Anhydrous Ammonia", 29 CFR—Labor, Chapter XVII—Occupational Safety and Health Administration, Part 1910, Sect. 1910.110 and 1910.111, 1993  Storage/Handling of LPG.
  28. ^ "Rule 102, Definition of Terms (Standard Conditions)", Amended December 2004, South Coast Air Quality Management District, Los Angeles, California, USA  SCAQMD Rule 102
  29. ^ „49 C.F.R. § 171”. Приступљено 22. 5. 2018. 
  30. ^ Sierra Bullets. „Chapter 3 – Effects of Altitude and Atmospheric Conditions (Exterior Ballistics Section)”. Rifle and Handgun Reloading Manual (5 изд.). Sedalia, MO, USA. Архивирано из оригинала на датум 2006-03-09. Приступљено 2006-02-03. 
  31. ^ Gas turbines – Acceptance tests (ISO 2314:1989) (2 изд.). Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization. 1989. 
  32. ^ Gas turbines – Procurement – Part 2: Standard reference conditions and ratings (ISO 3977-2:1997). Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization. 1997. 
  33. ^ ANSI/AMCA Standard 210, "Laboratory Methods Of Testing Fans for Aerodynamic Performance Rating", as implied by http://www.greenheck.com/pdf/centrifugal/Plug.pdf when accessed on October 17, 2007.
  34. ^ Association, Compressed Gas (2012-12-06). Compressed Gas Handbook. ISBN 9781461306733. Приступљено 22. 11. 2017. 
  35. ^ „Chapter 3, Principles of Flight” (PDF). Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge. Federal Aviation Administration. 
  36. ^ Air Conditioners, liquid chilling packages and heat pumps with electrically driven compressors for space heating and cooling. UK: BSI EN. 2013. 
  37. ^ Standard Atmosphere. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization. 1975. 
  38. ^ Natural gas - Standard reference conditions. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization. 1996. 
  39. ^ Gas analysis - Vocabulary. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization. 2015. 
  40. ^ Referenzzustand, Normzustand, Normvolumen; Begriffe und Werte. Germany: Deutsches Institut für Normung. 1990. 

Спољашње везе[уреди | уреди извор]