Vakiolämpötila- ja -paineolosuhteita sekä normaalilämpötila- ja -paineolosuhteita käytetään vertailukohtina kaasujen termodynamiikassa. Normaalisti vakio- ja normaalilämpötila- ja -paineolosuhteita käytetään höyryn tilavuuden määrittämiseen.
Tämä johtuu siitä, että tietyn höyrymoolimäärän tilavuus on lämpötilan ja paineolosuhteiden funktio. Näin ollen on välttämätöntä määritellä vastaavat lämpötila- ja paineolosuhteet tilavuuden mittausta varten aina, kun kaasun määrä määritetään kaasun tilavuutena.
Siten yleisesti tunnustettuja vertailulämpötila- ja -paineolosuhteita voidaan helposti käyttää näissä olosuhteissa mitatun kaasun tilavuuden määrittämiseen. Tämä kaasun tilavuus voidaan helposti muuntaa moolimääräksi tai kaasun massaksi, koska tämän vakioidun vertailupisteen lämpötila ja paine ovat helposti tiedossa.
Vakiolämpötilan ja -paineen arvot riippuvat organisaatiosta, joka ne määrittelee. Yleensä vakiopaine on lähellä ilmakehän painetta ja vakiolämpötila on lähellä huoneenlämpötilan arvoa.
Lämpötilan ja paineen vakio-olosuhteet ovat vakio-olosuhdekokonaisuuksia, jotka on laadittava kokeellisia mittauksia varten, jotta eri aineistoja voidaan vertailla keskenään. Eniten käytettyjä standardeja ovat Kansainvälisen puhtaan ja soveltavan kemian liiton (IUPAC) ja kansallisen standardointi- ja teknologiainstituutin (NIST) standardit, vaikka ne eivät olekaan yleisesti hyväksyttyjä standardeja. Muut järjestöt ovat laatineet erilaisia vaihtoehtoisia määritelmiä vakioreferenssiolosuhteilleen.
Kemiassa IUPAC on muuttanut vakiolämpötilan ja -paineen (STP) määritelmää vuonna 1982:
- Vuoteen 1982 asti STP:ksi määriteltiin 273,15 K:n (0 °C) lämpötila ja absoluuttinen paine täsmälleen 1 atm (1,01325 × 105 Pa).
- Vuodesta 1982 lähtien STP on määritelty 273,15 K:n (0 °C, 32 °F) lämpötilaksi ja absoluuttiseksi paineeksi, joka on täsmälleen 105 Pa (100 kPa, 1 bar).
STP:tä ei pidä sekoittaa vakiotilaan, jota käytetään yleisesti reaktion Gibbsin energian termodynaamisissa arvioinneissa.
NIST käyttää lämpötilana 20 °C (293,15 K, 68 °F) ja absoluuttisena paineena 1 atm (14,696 psi, 101,325 kPa). Tätä standardia kutsutaan myös normaalilämpötilaksi ja -paineeksi (lyhenne NTP).
Kansainväliset metriset standardiolosuhteet maakaasulle ja vastaaville nesteille ovat 288,15 K (15,00 °C; 59,00 °F) ja 101,325 kPa.
Teollisuudessa ja kaupassa lämpötilan ja paineen vakio-olosuhteet ovat usein tarpeen, jotta voidaan määritellä vakioviiteolosuhteet kaasujen ja nesteiden tilavuuksien ja niihin liittyvien suureiden, kuten tilavuusvirran nopeuden, ilmaisemiseksi (kaasujen tilavuudet vaihtelevat merkittävästi lämpötilan ja paineen mukaan). Monissa teknisissä julkaisuissa (kirjat, aikakauslehdet, laitteiden ja koneiden mainokset) kuitenkin vain mainitaan ”vakio-olosuhteet” määrittelemättä niitä tarkemmin, mikä johtaa usein sekaannuksiin ja virheisiin. Hyvä käytäntö sisältää aina lämpötilan ja paineen vertailuolosuhteet.
Aiempi käyttö
Ennen vuotta 1918 monet ammattilaiset ja tiedemiehet, jotka käyttivät metristä yksikköjärjestelmää, määrittelivät kaasujen tilavuuksien ilmaisemiseen käytettävien lämpötilan ja paineen vakiolämpötilojen vertailuolosuhteiksi 15 °C:n lämpötilan (288,15 K; 59,00 °F) ja 101,325 kPa:n lämpötilan ja 101,325 kPa:n lämpötilan ja 101,325 kPa:n lämpötilan ja 101,325 kPa:n lämpötilan ja 101,325 kPa:n lämpötilan (1,00 atm; 760 Torrin). Samoina vuosina englannin kruunun tai Yhdysvaltojen tullijärjestelmää käyttävien ihmisten yleisimmin käyttämä vakioviiteolosuhde oli 60 °F (15,56 °C; 288,71 K) ja 14,696 psi (1 atm), koska öljy- ja kaasuteollisuus käytti sitä lähes kaikkialla maailmassa. Edellä mainitut määritelmät eivät enää ole yleisimmin käytettyjä kummassakaan yksikköjärjestelmässä.
Nykykäyttö
Monet erilaiset vakioviiteolosuhteiden määritelmät ovat tällä hetkellä käytössä organisaatioissa eri puolilla maailmaa. Alla olevassa taulukossa on lueteltu muutamia niistä, mutta niitä on muitakin. Jotkin näistä organisaatioista ovat aiemmin käyttäneet muita standardeja. Esimerkiksi IUPAC on vuodesta 1982 lähtien määritellyt vakioreferenssiolosuhteiksi 0 °C ja 100 kPa (1 bar), toisin kuin sen vanha standardi 0 °C ja 101,325 kPa (1 atm).
Euroopan, Australian ja Etelä-Amerikan maakaasuyhtiöt ovat ottaneet käyttöön kaasun tilavuuden vakioreferenssiolosuhteiksi 15 °C (59 °F) ja 101,325 kPa (14,696 psi). Myös Kansainvälisellä standardisoimisjärjestöllä (ISO), Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirastolla (EPA) ja kansallisella standardointi- ja teknologiainstituutilla (NIST) on eri standardeissaan ja määräyksissään useampi kuin yksi määritelmä vakioviiteolosuhteille.
Taulukko : Nykyisin käytössä olevat vakioreferenssiolosuhteet
Taulukko 1 :
| Määrittelevä järjestö | Lämpötila 0 C:ssa | Paine kPa:ssa |
| IUPAC | 0 | 100.0 |
| NIST, ISO 10780 | 0 | 101.325 |
| ISA, ISO 13443 | 15 | 101.325 |
| EPA | 25 | 101.325 |
| SATP | 25 | 100.0 |
| CAG | 20 | 100.0 |
| SPE | 15 | 100.0 |
| ISO 5011 | 20 | 101.3 |
Taulukko 2 :
| Määrittelyorganisaatio | Lämpötila 0F:nä | Paine psi:nä |
| SPE, OSHA | 60 | 14.696 |
| OPEC, U.S. EIA | 60 | 14.73 |
| U.S. Army Standard Metro | 59 | 14.503 |
| ISO 2314, ISO 3977-2 | 59 | 14.696 |