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標準狀況

提示：此條目頁的主題不是標準狀態。

標準狀況（英語：standard temperature and pressure, STP，標準溫度與標準壓力），簡稱「標況」。由於地表各處的溫度、壓力皆不同，即使是同一地點的溫度壓強也隨測量時間不同而相異，因此為研究方便，制定出描述物質特徵的標準狀況。

在化學領域，國際純化學和應用化學聯合會（IUPAC）在1982年改變了標準溫度和標準壓力（STP）的定義：

  • 在1982年以前，標準狀況定義為0 ℃（273.15 K）、101325 / 105 Pa（1 atm）。1摩爾的理想氣體在STP下占有的體積為22.414升（L）。
  • 自1982年以來，標準狀況定義為0 ℃（273.15 K）、100kPa，這樣的定義接近海平面上水的冰點。1摩爾的理想氣體在STP下占有的體積為22.710953（21）L(CODATA 2010)，為標準摩爾體積（standard molar volume）。這是區別一般條件而制定的標準。

歷史上由巴黎制定的通行歐洲的舊制標準如下：

  • 壓強p = 1 atm = 101325 帕斯卡 = 1013.25 hPa = 101.325 kPa = 1.01325 bar.
  • 溫度T = 298.15 K ≙ 25 °C，空氣密度ρ = 1.184 kg/m³.
現在也使用T = 293.15 K ≙ 20 °C 空氣密度ρ = 1.204 kg/m³.

在化學和生物化學中另外還包括定義的觀察反應物濃度，一般情況下為1mol/L（1 M）。[來源請求]在生物化學中只有氫離子例外（H+）。限定pH為7，即10-7 mol/l H+離子濃度用於准生理條件描述，肌體條件，細胞內部條件等。

當前使用的標準狀況

世界各地的組織目前正在使用許多不同的標準狀況定義。 下表列出了其中的一些。 其中一些組織過去使用過其他標準。 例如，自1982年以來，IUPAC將標準參考條件定義為0°C和100 kPa（1 bar），而其舊標準為0°C和101.325 kPa（1 atm）。

標準狀況參考條件
溫度 絕對壓力 相對濕度 出版或創立者
°C kPa % RH
0 100.000   IUPAC（1982年之後正在使用的定義）
0 101.325   IUPAC（1982年以前使用的定義）NIST[1], ISO 10780[2]
15 101.325 0[3][4] ICAO's ISA，[3]ISO 13443,[4] EEA，[5] EGIA[6]
20 101.325   EPA，[7] NIST[8]
25 101.325   EPA[9]
25 100.000   SATP[10]
20 100.000 0 CAGI[11]
15 100.000   SPE[12]
°F psi % RH
60 14.696   SPE,[12] U.S. OSHA，[13] SCAQMD[14]
60 14.73   EGIA,[6] OPEC，[15] U.S. EIA[16]
59 14.503 78 U.S. Army Standard Metro[17][18]
59 14.696 60 ISO 2314, ISO 3977-2[19]
°F in Hg % RH
70 29.92 0 AMCA，[20][21] air density = 0.075 lbm/ft³. This AMCA standard applies only to air.

注釋：

  • EGIA：加拿大電力和燃氣檢驗法
  • SATP：標準的環境壓力和溫度
  • SCAQMD：加州南海岸空氣質量管理區

氣體摩爾體積

主條目：摩爾體積

當表示氣體的摩爾體積時，要指明適用的溫度和壓力條件。 在不指明溫度和壓力條件的情況下，說明氣體的摩爾體積幾乎沒有意義並且可能引起混淆。

通過使用理想氣體定律，可以計算在標準狀況下的氣體摩爾體積。 任何理想氣體的摩爾體積可以在各種標準參考條件下計算，如下所示：

  • Vm = 8.3145 × 273.15 / 101.325 = 22.414 dm3/mol （在 0 °C 和 101.325 kPa 下）
  • Vm = 8.3145 × 273.15 / 100.000 = 22.711 dm3/mol （在 0 °C 和 100 kPa 下）
  • Vm = 8.3145 × 298.15 / 101.325 = 24.466 dm3/mol （在25 °C 和 101.325 kPa 下）
  • Vm = 8.3145 × 298.15 / 100.000 = 24.790 dm3/mol （在25 °C 和 100 kPa 下）
  • Vm = 10.7316 × 519.67 / 14.730 = 378.61 ft3/lbmol （在60 °F 和 14.73 psi 下）

參看

參考資料

  1. ^ NIST. NIST Standard Reference Database 7 – NIST Electron and Positron Stopping Powers of Materials Database. 1989 [2008-07-25]. （原始內容存檔於2011-06-29）. 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）. 
  2. ^ 14:00-17:00. ISO 10780:1994. ISO. [2022-10-15] （英語）. 
  3. ^ 3.0 3.1 Robert C. Weast (Editor). Handbook of Physics and Chemistry 56th. CRC Press. 1975: F201–F206. ISBN 0-87819-455-X. 
  4. ^ 4.0 4.1 "Natural gas – Standard reference conditions", ISO 13443, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland  ISO Standards Catalogue （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
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  6. ^ 6.0 6.1 "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 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
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  8. ^ Wright, J.D.; Johnson, A.N.; Moldover, M.R. Design and uncertainty analysis for a PVTt gas flow standard (PDF). Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2003-01, 108 (1) [2022-10-15]. ISSN 1044-677X. PMC 4844527  . PMID 27413592. doi:10.6028/jres.108.004. （原始內容存檔 (PDF)於2022-10-21）. 
  9. ^ "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 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  10. ^ "Table of Chemical Thermodynamic Properties", National Bureau of Standards（NBS）,Journal of Physics and Chemical Reference Data, 1982, Vol. 11, Supplement 2.
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  12. ^ 12.0 12.1 The SI Metric System of Units and SPE Metric Standard 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2008-12-20. 1984, Richardson, TX, USA（Notes for Table 2.3 on page 25 define standard cubic foot and standard cubic meter）
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  17. ^ Sierra Bullets L.P. Chapter 3 – Effects of Altitude and Atmospheric Conditions. Rifle and Handgun Reloading Manual, 5th Edition. [2008-12-20]. （原始內容存檔於2006-03-09）. "Effects of Altitude and Atmospheric Conditions", Exterior Ballistics Section, Sierra's "Rifle and Handgun Reloading Manual, 5th Edition", Sedalia, MO, USA  Exterior Ballistics （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  18. ^ The pressure is specified as 750 mmHg. However, the mmHg is temperature dependant, as mercury expands as temperature goes up. Here the values for the 0-20 °C range are given.
  19. ^ "Gas turbines – Procurement – Part 2: Standard reference conditions and ratings", ISO 3977-2:1997 and "Gas turbines - Acceptance tests", ISO 2314:1989, Edition 2, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland ISO （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  20. ^ ANSI/AMCA Standard 210, "Laboratory Methods Of Testing Fans for Aerodynamic Performance Rating", as implied here: http://www.greenheck.com/pdf/centrifugal/Plug.pdf （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） when accessed on October 17, 2007
  21. ^ 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)

外部連結

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