Le condizioni standard di temperatura e pressione e le condizioni normali di temperatura e pressione sono usate come punti di riferimento nella termodinamica dei gas. Normalmente le condizioni di pressione standard e di temperatura normale sono usate per specificare il volume di vapore.
Questo perché il volume di un dato numero di moli di vapore è una funzione delle condizioni di temperatura e pressione. Quindi diventa imperativo specificare le condizioni di temperatura e pressione corrispondenti per la misurazione del volume, ogni volta che la quantità di gas è specificata in termini di volume di gas.
Quindi le condizioni di temperatura e pressione di riferimento universalmente riconosciute possono essere facilmente utilizzate per specificare il volume di gas misurato in quelle condizioni. Questo volume di gas può essere facilmente convertito in numero di moli o massa di gas, poiché la temperatura e la pressione di questo punto di riferimento standard sono facilmente note.
I valori di temperatura e pressione standard dipendono dall’organizzazione che li definisce. Di solito la pressione standard è vicina alla pressione atmosferica e la temperatura standard è vicina al valore della temperatura ambiente.
Le condizioni standard per la temperatura e la pressione sono serie di condizioni standard per le misure sperimentali da stabilire per permettere il confronto tra diverse serie di dati. Gli standard più usati sono quelli dell’International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) e del National Institute of Standards and Technology (NIST), anche se questi non sono standard universalmente accettati. Altre organizzazioni hanno stabilito una varietà di definizioni alternative per le loro condizioni standard di riferimento.
In chimica, la IUPAC ha cambiato la definizione di temperatura e pressione standard (STP) nel 1982:
- Fino al 1982, STP era definita come una temperatura di 273,15 K (0 °C, 32 °F) e una pressione assoluta di esattamente 1 atm (1,01325 × 105 Pa).
- Dal 1982, STP è definito come una temperatura di 273,15 K (0 °C, 32 °F) e una pressione assoluta di esattamente 105 Pa (100 kPa, 1 bar).
STP non deve essere confuso con lo stato standard comunemente usato nelle valutazioni termodinamiche dell’energia di Gibbs di una reazione.
NIST usa una temperatura di 20 °C (293,15 K, 68 °F) e una pressione assoluta di 1 atm (14,696 psi, 101,325 kPa). Questo standard è anche chiamato temperatura e pressione normali (abbreviato come NTP).
Le condizioni metriche standard internazionali per il gas naturale e fluidi simili sono 288,15 K (15,00 °C; 59,00 °F) e 101,325 kPa.
Nell’industria e nel commercio, le condizioni standard di temperatura e pressione sono spesso necessarie per definire le condizioni standard di riferimento per esprimere i volumi di gas e liquidi e le quantità correlate come la velocità del flusso volumetrico (i volumi dei gas variano significativamente con la temperatura e la pressione). Tuttavia, molte pubblicazioni tecniche (libri, riviste, pubblicità di attrezzature e macchinari) dichiarano semplicemente “condizioni standard” senza specificarle, portando spesso a confusione ed errori. Una buona pratica incorpora sempre le condizioni di riferimento di temperatura e pressione.
Uso passato
Prima del 1918, molti professionisti e scienziati che utilizzavano il sistema metrico di unità definivano le condizioni standard di riferimento di temperatura e pressione per esprimere i volumi di gas come 15 °C (288,15 K; 59,00 °F) e 101,325 kPa (1,00 atm; 760 Torr). Durante quegli stessi anni, le condizioni di riferimento standard più comunemente usate da chi utilizzava il sistema imperiale o il sistema consuetudinario statunitense erano 60 °F (15,56 °C; 288,71 K) e 14,696 psi (1 atm) perché era quasi universalmente usato dalle industrie del petrolio e del gas in tutto il mondo. Le definizioni di cui sopra non sono più le più comunemente usate in entrambi i sistemi di unità.
Uso corrente
Molte definizioni diverse di condizioni di riferimento standard sono attualmente utilizzate da organizzazioni di tutto il mondo. La tabella qui sotto ne elenca alcune, ma ce ne sono altre. Alcune di queste organizzazioni hanno usato altri standard in passato. Per esempio, la IUPAC, dal 1982, ha definito le condizioni standard di riferimento come 0 °C e 100 kPa (1 bar), in contrasto con il suo vecchio standard di 0 °C e 101,325 kPa (1 atm).
Le compagnie del gas naturale in Europa, Australia e Sud America hanno adottato 15 °C (59 °F) e 101,325 kPa (14,696 psi) come condizioni standard di riferimento del volume di gas. Inoltre, l’International Organization for Standardization (ISO), la United States Environmental Protection Agency (EPA) e il National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno più di una definizione di condizioni di riferimento standard nei loro vari standard e regolamenti.
Tabella : Condizioni di riferimento standard nell’uso corrente
Tabella 1 :
| Organizzazione che definisce | Temperatura in 0C | Pressione in kPa |
| 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 |
Tabella 2 :
| Definizione Organizzazione | Temperatura in 0F | Pressione in psi |
| 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 |