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标准状况

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标准状况（英語：standard temperature and pressure, STP，标准温度与标准压力），简称「标况」。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强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。

在化学领域，国际纯化学和应用化学联合会（IUPAC）在1982年改变了标准温度和标准压力（STP）的定义：

  • 在1982年以前，标准状况定义为0 ℃（273.15 K）、101325 / 105 Pa（1 atm）。1摩尔的理想氣體在STP下占有的體積為22.414升（L）。
  • 自1982年以来，标准状况定义为0 ℃（273.15 K）、100kPa，這樣的定義接近海平面上水的冰點。1摩尔的理想氣體在STP下占有的體積為22.710953（21）L(CODATA 2010)，為標準摩尔體積（standard molar volume）。這是区别一般条件而制定的标准。

历史上由巴黎制定的通行欧洲的舊制標準如下：

  • 压强p = 1 atm = 101325 帕斯卡 = 1013.25 hPa = 101.325 kPa = 1.01325 bar.
  • 温度T = 298.15 K ≙ 25 °C，空气密度ρ = 1.184 kg/m³.
现在也使用T = 293.15 K ≙ 20 °C 空气密度ρ = 1.204 kg/m³.

在化学和生物化学中另外还包括定义的观察反应物浓度，一般情况下为1mol/L（1 M）。[來源請求]在生物化学中只有氢离子例外（H+）。限定pH为7，即10-7 mol/l H+离子浓度用于准生理条件描述，肌体条件，细胞内部条件等。

当前使用的标准状况

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世界各地的组织目前正在使用许多不同的标准状况定义。 下表列出了其中的一些。 其中一些组织过去使用过其他标准。 例如，自1982年以来，IUPAC将标准参考条件定义为0°C和100 kPa（1 bar），而其旧标准为0°C和101.325 kPa（1 atm）。

标准状况參考條件
溫度 絕對壓力 相对湿度 出版或創立者
°C kPa % RH
0 100.000   IUPAC（1982年之后正在使用的定義）
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：加拿大电力和燃气检验法
  • SATP：标准的环境压力和温度
  • SCAQMD：加州南海岸空气质量管理区

气体摩尔体积

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主条目：摩尔体积

当表示气体的摩尔体积时，要指明适用的温度和压力条件。 在不指明温度和压力条件的情况下，说明气体的摩尔体积几乎没有意义并且可能引起混淆。

通过使用理想气体定律，可以计算在标准状况下的气体摩尔体积。 任何理想气体的摩尔体积可以在各种标准参考条件下计算，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）

参看

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參考資料

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  1. ^ NIST. NIST Standard Reference Database 7 – NIST Electron and Positron Stopping Powers of Materials Database. 1989 [2008-07-25]. （原始内容存档于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] （英语）. 
  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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  5. ^ "Extraction, First Treatment and Loading of Liquid & Gaseous Fossil Fuels", Emission Inventory Guidebook B521, Activities 050201 - 050303, September 1999, European Environmental Agency, Copenhagen, Denmark  Emission Inventory Guidebook[永久失效連結]
  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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  7. ^ "Standards of Performance for New Sources", 40 CFR--Protection of the Environment, Chapter I, Part 60, Section 60.2, 1990  New Source Performance Standards （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  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 可免费查阅. PMID 27413592. doi:10.6028/jres.108.004. （原始内容存档 (PDF)于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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  10. ^ "Table of Chemical Thermodynamic Properties", National Bureau of Standards（NBS）,Journal of Physics and Chemical Reference Data, 1982, Vol. 11, Supplement 2.
  11. ^ "Glossary", 2002, Compressed Air and Gas Institute, Cleveland, OH, USA  Glossary 互联网档案馆的存檔，存档日期2007-10-28.
  12. ^ 12.0 12.1 The SI Metric System of Units and SPE Metric Standard 互联网档案馆的存檔，存档日期2008-12-20. 1984, Richardson, TX, USA（Notes for Table 2.3 on page 25 define standard cubic foot and standard cubic meter）
  13. ^ "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 互联网档案馆的存檔，存档日期2006-07-19.
  14. ^ "Rule 102, Definition of Terms（Standard Conditions）", Amended December 2004, South Coast Air Quality Management District, Los Angeles, California, USA  SCAQMD Rule 102 互联网档案馆的存檔，存档日期2008-12-19.
  15. ^ "Annual Statistical Bulletin", 2004, Editor-in-chief: Dr. Omar Ibrahim, Organization of the Petroleum Exporting Countries, Vienna, Austria  OPEC Statistical Bulletin 互联网档案馆的存檔，存档日期2008-12-19.
  16. ^ "Natural Gas Annual 2004", DOE/EIA-0131（04）,December 2005, U.S. Department of Energy, Energy Information Administration, Washington, D.C., USA  Natural Gas Annual 2004 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  17. ^ Sierra Bullets L.P. Chapter 3 – Effects of Altitude and Atmospheric Conditions. Rifle and Handgun Reloading Manual, 5th Edition. [2008-12-20]. （原始内容存档于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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  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 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 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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