Standaardtemperatuur en -drukcondities en normale temperatuur en drukcondities worden gebruikt als referentiepunten in de thermodynamica van gassen. Normaliter worden standaard- en normale temperatuur- en drukomstandigheden gebruikt voor het specificeren van het dampvolume.
Dit komt omdat het volume van een gegeven aantal dampmolens een functie is van temperatuur- en drukomstandigheden. Daarom is het noodzakelijk de overeenkomstige temperatuur- en drukomstandigheden voor volumemeting te specificeren, telkens wanneer de gashoeveelheid in termen van gasvolume wordt gespecificeerd.
Daarom kunnen universeel erkende referentietemperatuur- en drukomstandigheden gemakkelijk worden gebruikt om het bij die omstandigheden gemeten gasvolume te specificeren. Dit gasvolume kan gemakkelijk worden omgezet in het aantal mol of de gasmassa, aangezien de temperatuur en de druk van dit standaardreferentiepunt gemakkelijk bekend zijn.
De waarden van de standaardtemperatuur en -druk zijn afhankelijk van de organisatie die deze definieert. Gewoonlijk ligt de standaarddruk dicht bij de atmosferische druk en de standaardtemperatuur dicht bij de waarde van de kamertemperatuur.
Standaardomstandigheden voor temperatuur en druk zijn standaardreeksen van omstandigheden voor experimentele metingen die moeten worden vastgesteld om vergelijkingen tussen verschillende reeksen gegevens mogelijk te maken. De meest gebruikte normen zijn die van de International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) en het National Institute of Standards and Technology (NIST), hoewel dit geen universeel aanvaarde normen zijn. Andere organisaties hebben een verscheidenheid van alternatieve definities voor hun standaardreferentieomstandigheden vastgesteld.
In de chemie heeft de IUPAC de definitie van standaardtemperatuur en -druk (STP) in 1982 gewijzigd:
- Tot 1982 werd STP gedefinieerd als een temperatuur van 273,15 K (0 °C, 32 °F) en een absolute druk van precies 1 atm (1,01325 × 105 Pa).
- Sinds 1982 is STP gedefinieerd als een temperatuur van 273,15 K (0 °C, 32 °F) en een absolute druk van precies 105 Pa (100 kPa, 1 bar).
STP moet niet worden verward met de standaardtoestand die gewoonlijk wordt gebruikt in thermodynamische evaluaties van de Gibbs-energie van een reactie.
NIST gebruikt een temperatuur van 20 °C (293,15 K, 68 °F) en een absolute druk van 1 atm (14,696 psi, 101,325 kPa). Deze standaard wordt ook wel normale temperatuur en druk (afgekort als NTP) genoemd.
De internationale standaard metrische condities voor aardgas en soortgelijke vloeistoffen zijn 288,15 K (15,00 °C; 59,00 °F) en 101,325 kPa.
In de industrie en de handel zijn standaardomstandigheden voor temperatuur en druk vaak noodzakelijk om de standaardreferentieomstandigheden te definiëren voor het uitdrukken van de volumes van gassen en vloeistoffen en verwante grootheden zoals de volumetrische doorstroomsnelheid (de volumes van gassen variëren aanzienlijk met temperatuur en druk). In veel technische publicaties (boeken, tijdschriften, advertenties voor apparatuur en machines) worden echter gewoon “standaardomstandigheden” vermeld zonder deze te specificeren, hetgeen vaak tot verwarring en fouten leidt. Goede praktijken omvatten altijd de referentieomstandigheden van temperatuur en druk.
Gebruik in het verleden
Vóór 1918 definieerden veel vakmensen en wetenschappers die het metrieke stelsel van eenheden gebruikten, de standaardreferentieomstandigheden van temperatuur en druk voor het uitdrukken van gasvolumes als 15 °C (288,15 K; 59,00 °F) en 101,325 kPa (1,00 atm; 760 Torr). In diezelfde jaren waren de meest gebruikte standaardreferentieomstandigheden voor mensen die het imperiale of het Amerikaanse gewoonterecht gebruikten 60 °F (15,56 °C; 288,71 K) en 14,696 psi (1 atm), omdat dit bijna universeel werd gebruikt door de olie- en gasindustrie over de hele wereld. Bovengenoemde definities zijn niet langer de meest gebruikte in beide eenhedenstelsels.
Huidig gebruik
Veel verschillende definities van standaardreferentieomstandigheden worden momenteel gebruikt door organisaties over de hele wereld. In de onderstaande tabel staan er een paar, maar er zijn er meer. Sommige van deze organisaties hebben in het verleden andere normen gebruikt. Zo definieert de IUPAC standaardreferentieomstandigheden sinds 1982 als 0 °C en 100 kPa (1 bar), in tegenstelling tot haar oude norm van 0 °C en 101,325 kPa (1 atm).
Natuurgasbedrijven in Europa, Australië en Zuid-Amerika hebben 15 °C (59 °F) en 101,325 kPa (14,696 psi) aangenomen als hun standaardreferentieomstandigheden voor gasvolumes. Ook de Internationale Organisatie voor Normalisatie (ISO), de United States Environmental Protection Agency (EPA) en het National Institute of Standards and Technology (NIST) hebben elk meer dan één definitie van standaardreferentieomstandigheden in hun verschillende normen en voorschriften.
Tabel : Standaardreferentieomstandigheden in huidig gebruik
Tabel 1 :
Defining Organization | Temperatuur in 0C | Druk 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 |
20 | 100.0 | |
SPE | 15 | 100.0 |
ISO 5011 | 20 | 101.3 |
Tabel 2 :
Definiërende organisatie | Temperatuur in 0F | Druk 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 |