Τι είναι η τυπική θερμοκρασία και πίεση;

Στη χημεία, τη φυσική και τη μηχανική, ο όρος «τυπική θερμοκρασία και πίεση» (STP) αναφέρεται σε ένα τυπικό σύνολο συνθηκών για ένα αέριο ως βάση για υπολογισμούς. Υπάρχουν διάφοροι ορισμοί για τις τυπικές θερμοκρασίες και πιέσεις και οι τιμές αυτών των αναφορών θα εξαρτηθούν από τις επιθυμητές εφαρμογές, βιομηχανίες ή ακαδημαϊκές ρυθμίσεις. Ιστορικά, το πιο κοινό σύνολο προτύπων ήταν μια θερμοκρασία 32 βαθμών Φαρενάιτ (0 βαθμοί Κελσίου) και μια πίεση 1 ατμόσφαιρας, ή 101.325 kilopascals (kPa), αν και μια πίεση 1 bar, ή 100 kPa, είναι επί του παρόντος αποδεκτή από την Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC). Η τυπική πίεση αντανακλά την αποδεκτή μέση πίεση της ατμόσφαιρας στο επίπεδο της θάλασσας και η τυπική θερμοκρασία αντανακλά το σημείο πήξης του καθαρού νερού σε αυτήν την πίεση.

Οι τυπικές συνθήκες χρησιμοποιούνται συχνότερα για υπολογισμούς αερίων στη χημεία και τη μηχανική. Για παράδειγμα, είναι δυνατός ο υπολογισμός του μοριακού όγκου ενός ιδανικού αερίου στο STP μέσω του νόμου του ιδανικού αερίου. Στη μηχανική, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τυπικές συνθήκες για τον υπολογισμό των ρυθμών ροής μάζας αερίων με βάση τους τυπικούς ογκομετρικούς ρυθμούς ροής από μετρητές ροής.

Ο νόμος του ιδανικού αερίου δείχνει τις σχέσεις μεταξύ πίεσης (P), όγκου (V) και θερμοκρασίας (T) για ένα ιδανικό αέριο. Μπορεί να εκφραστεί ως PV=nRT, με το n να αναφέρεται στον αριθμό των γραμμομορίων αερίου και το R να αναφέρεται στην ιδανική σταθερά αερίου. Χρησιμοποιώντας την τρέχουσα τυπική θερμοκρασία και πίεση όπως ορίζεται από το IUPAC, 1 mole ενός ιδανικού αερίου θα έχει όγκο 1,385.9 κυβικές ίντσες (22.711 λίτρα).

Η τυπική θερμοκρασία και πίεση μπορεί στην πραγματικότητα να αναφέρονται σε πολλές διαφορετικές συνθήκες που χρησιμοποιούνται από διάφορες βιομηχανίες. Για παράδειγμα, μια εταιρεία μηχανικών μπορεί να αποφασίσει να χρησιμοποιήσει 1 ατμόσφαιρα και 77 βαθμούς Φαρενάιτ (25 βαθμούς Κελσίου) ως STP της για να αντικατοπτρίζει καλύτερα τις συνθήκες περιβάλλοντος της περιοχής. Η Εταιρεία Μηχανικών Πετρελαίου, για παράδειγμα, ορίζει τις τυπικές συνθήκες ως 59 βαθμούς Φαρενάιτ (15 βαθμοί Κελσίου) και 1 bar. Όταν εργάζεστε με μηχανολογικά σχέδια, είναι σημαντικό για ένα άτομο να κατανοεί τα επιδιωκόμενα πρότυπα του σχεδιαστή.

Οι διαφορές στις αποδεκτές τιμές για την τυπική θερμοκρασία και πίεση ενδέχεται να εξαρτώνται από τις τοπικές συνθήκες. Οι υψηλότερες πιέσεις και θερμοκρασίες είναι πιο λογικές για εργαστήρια και βιομηχανίες που βρίσκονται σε περιοχές που υπόκεινται σε μεγάλες περιόδους καύσωνα. Χαμηλότερες πιέσεις μπορεί να χρησιμοποιηθούν για εργαστήρια σε υψηλά υψόμετρα. Φυσικά, οι διαφορές στις αποδεκτές τιμές μπορεί επίσης να οφείλονται στις προσωπικές προτιμήσεις των χημικών, των τεχνικών εργαστηρίων και των μηχανικών.