Standarta apstākļi pret standarta stāvokli

Izpratne par temperatūras un spiediena standartiem

Little Visuals/Pexels

Zinātniskajos aprēķinos tiek izmantoti gan standarta nosacījumi jeb STP, gan standarta stāvoklis, taču tie ne vienmēr nozīmē vienu un to pašu.

Galvenās iespējas: standarta temperatūra un spiediens (STP) salīdzinājumā ar standarta stāvokli

• Zinātniskajiem aprēķiniem parasti izmanto gan STP, gan standarta stāvokļa nosacījumus.
• STP apzīmē standarta temperatūru un spiedienu. Tas ir definēts kā 273 K (0 grādi pēc Celsija) un 1 atm spiediens (vai 105 Pa).
• Standartstāvokļa nosacījumu definīcija nosaka 1 atm spiedienu, ka šķidrumiem un gāzēm jābūt tīrām un šķīdumiem jābūt 1 M koncentrācijā. Temperatūra ir nē norādīts, lai gan lielākā daļa tabulu apkopo datus 25 ° C (298 K) temperatūrā.
• STP izmanto aprēķiniem, kuros iesaistītas gāzes, kas aptuveni atbilst ideālām gāzēm.
• Jebkuriem termodinamiskiem aprēķiniem tiek izmantoti standarta nosacījumi.
• STP un standarta apstākļiem norādītās vērtības ir balstītas uz ideāliem apstākļiem, tāpēc tās var nedaudz atšķirties no eksperimentālajām vērtībām.

STP ir saīsinājums no standarta temperatūras un spiediena, kas ir definēts kā 273 K (0 grādi pēc Celsija) un 1 atm spiediens (vai 10⁵Pa). STP apraksta standarta apstākļus, un to bieži izmanto gāzes blīvuma un tilpuma mērīšanai, izmantojot ideālās gāzes likumu. Šeit 1 mols ideālas gāzes aizņem 22,4 l. Senākā definīcijā spiediena noteikšanai tika izmantota atmosfēra, bet mūsdienu aprēķinos – paskaliem.

Termodinamiskajiem aprēķiniem tiek izmantoti standarta stāvokļa nosacījumi. Standarta stāvoklim ir noteikti vairāki nosacījumi:

• Standarta stāvokļa temperatūra ir 25 grādi C (298 K). Ņemiet vērā, ka temperatūra nav norādīta standarta stāvokļa apstākļiem, bet lielākā daļa tabulu ir apkopotas šai temperatūrai.
• Visas gāzes ir ar 1 atm spiedienu.
• Visi šķidrumi un gāzes ir tīri.
• Visi šķīdumi ir 1M koncentrācijā.
• Elementa veidošanās enerģija tā normālā stāvoklī ir definēta kā nulle.

Standarta stāvokļa aprēķinus var veikt citā temperatūrā, visbiežāk 273 K (0 grādi pēc Celsija), tāpēc standarta stāvokļa aprēķinus var veikt STP. Tomēr, ja vien tas nav norādīts, pieņem, ka standarta stāvoklis attiecas uz augstāku temperatūru.

Standarta nosacījumi pret STP

Gan STP, gan standarta stāvoklis norādiet gāzes spiedienu 1 atmosfēra. Tomēr standarta stāvoklis parasti nav tādā pašā temperatūrā kā STP. Standarta stāvoklis ietver arī vairākus papildu ierobežojumus.

STP, SATP un NTP

Lai gan STP ir noderīga aprēķiniem, tā nav praktiska lielākajai daļai laboratorijas eksperimentu, jo tos parasti neveic 0 °C temperatūrā. Var izmantot SATP, kas nozīmē standarta apkārtējās vides temperatūru un spiedienu. SATP temperatūra ir 25 grādi C (298,15 K) un 101 kPa (būtībā 1 atmosfēra, 0,997 atm).

Vēl viens standarts ir NTP, kas apzīmē parasto temperatūru un spiedienu. Tas ir noteikts gaisam 20 °C (293,15 K, 68 °F) un 1 atm.

Ir arī ISA jeb International Standard Atmosphere, kas ir 101,325 kPa, 15 grādi C un 0 procenti mitruma, un ICAO standarta atmosfēra, kas ir atmosfēras spiedienu 760 mm Hg un 5 grādu C (288,15 K vai 59 grādi F) temperatūru.

Kuru izmantot?

Parasti jūsu izmantotais standarts ir tas, par kuru varat atrast datus, tas, kas ir vistuvākais jūsu faktiskajiem apstākļiem, vai tas, kas nepieciešams konkrētai disciplīnai. Atcerieties, ka standarti ir tuvu faktiskajām vērtībām, taču precīzi neatbilst reālajiem apstākļiem.