Standaardtemperatuur en -druk

Dit is algemeen om die vloei of volume van gasse te rapporteur teen 'n sekere verwysingsdruk en -temperatuur.

Dit is omdat die volume van 'n gas baie sterk bepaal word deur die druk en temperatuur volgens die [[ideale gaswet]ː

${\displaystyle PV=nRT\quad \Rightarrow \quad V={\frac {nRT}{P}}}$

As die vloei van gasse uitgedruk word in molvloei of massavloei is 'n verwysingsdruk en -temperatuur nie nodig nie.

Hierdie verwysingsdruk en -temperatuur word die standaardtemperatuur en -druk of die normaaltemperatuur en -druk genoem.

Hierdie verwysingsdruk en -temperatuur is egter nie internasionaal dieselfde nie.

Die volgende tabel gee tipiese verwysingsdrukke en -temperature:

Beskrywing	Eenhede	Druk	Temperatuur	Notas
Normaalkondisies	Nm3	101.325 kPa (1 atm)	0°C (273.15 K)	1
Standaardkondisies - U.S. EPA / API	Sm3 of scf	101.325 kPa	60°F (15.56°C)	2
Standaardkondisies - IUPAC (oud)	Sm3	101.325 kPa	0°C	3
Standaardkondisies - IUPAC (nuut, na 1982)	Sm3	100 kPa	0°C
Standaardkondisies - Aardgas industrie	Sm3	101.325 kPa	15°C of 20°C

Notas

1. Soms word 100 kPa gebruik. Soms word 60°F gebruik.
2. "scf" staan vir die Engelse "standard cubic feet" of in Afrikaans, "standaard kubieke voet"
3. Dieselfde as normaalkondisies

Termodinamika

In die termodinamika word ook met standaarde van druk en konsentrasie gewerk, maar die temperatuur word nie gestandaardiseer nie. Dit kan ook baie misleidend wees. In die tegnologie word gestandaardiseer vir praktiese redes. In die termodinamika om wiskundige redes. Daar is wiskundige redes om druk en konsentrasie te standaardiseer. Byvoorbeeld vir 'n gas kan die afhanklikheid van die Gibbs vrye energie van die druk uitgedruk word as: BB^[1]

${\displaystyle G_{gas}=G_{gas}^{o}+RTlnP}$

Hierin verwys ${\displaystyle G_{gas}^{o}}$ na die Gibbs vrye energie by 'n arbitrêr gekiesde standaarddruk ${\displaystyle P^{o}}$, wat egter nie nul kan wees nie, omdat in die formulisme RTlnP die druk deur die standaarddruk gedeel word. Dit maak P dimensieloos, maar dit werk nie as ${\displaystyle P^{o}=0}$ is nie. Moontlike keuses is dus ${\displaystyle P^{o}=1Atm}$, ${\displaystyle P^{o}=1Pa}$, ${\displaystyle P^{o}=1bar}$ of ${\displaystyle P^{o}=1psi}$ en in die termodinamika is hulle almal aanvaardbaar, maar die keuse moet duidelik aangegee word.

In die ontwikkeling van die chemiese termodinamika word nêrens 'n dergelike wiskundige noodsaak vir standaardisasie van die temperatuur aangetref.

In die ouer literatuur word die o-superskrip van ${\displaystyle P^{o}}$ gewoonlik met 'n plimsoll O aangedui, wat beter weergee dat nul nie 'n moontlike keuse is nie.

Normaliseer volumevloeitempo

Die volumevloeitempo van 'n vloeier is 'n funksie van die digtheid van die vloeier: hoe laer die digtheid, hoe groter die volumevloeitempo. Gasse se digtheid word bepaal deur die druk en temperatuur van die gas en word soos volg uitgedruk (afgelei uit die ideale gaswet):

${\displaystyle \rho ={\frac {PM}{RT}}}$

Daarom is volumevloeitempo nie 'n goeie aanduiding van die hoeveelheid gas nie en is dit beter om na die massa (m) van die gas of die hoeveelheid mol (n) gas te verwys. 'n Alternatief is om die volumevloeitempo (V) te bereken by standaardkondisies (STD). Ons sê dat ons die vloeitempo normaliseer of dat ons die vloeitempo kompenseer vir druk en temperatuur. Dit word gedoen deur die ideale gaswet te gebruik.

Die hoeveelheid mol (n) gas bly dieselfde, ongeag die druk (P) en temperatuur (T) van die gas. Dus:

${\displaystyle n_{n}=n}$

waar voetskrif "n" verwys na die genormaliseerde of gekompenseerde waarde.

Indien die ideale gaswet geïnkorporeer word, word die volgende verkry:

${\displaystyle {\frac {P_{n}V_{n}}{RT_{n}}}={\frac {PV}{RT}}}$

As ${\displaystyle R}$ uitkanselleer, word die volgende formule verkry:

${\displaystyle V_{n}=V\cdot {\frac {P}{P_{n}}}\cdot {\frac {T_{n}}{T}}}$

waar ${\displaystyle P_{n}}$ = 101.325 kPa en ${\displaystyle T_{n}}$ = 273.15 K

Die eenhede van die genormaliseerde/gekompenseerde volumevloeitempo word geskryf as Nm³/h of m³_n/h en word uitgespreek as "normaal kubieke meter per uur".

Soos reeds gesê is hierdie baie misleidend: Ons sê dat ons die vloeitempo normaliseer, maar ons gebruik standaardkondisies, nie normaalkondisies nie.

By standaardtemperatuur en -druk (STP) is 1 kmol gas gelyk aan 22.413 m³:

${\displaystyle PV=nRT}$

${\displaystyle 101.325\ kPa\cdot V\ m^{3}=n\ kmol\cdot 8.3145\ kPa.m^{3}/(kmol.K)\cdot 273.15\ K}$

Dus is 1 kmol gas:

${\displaystyle V_{n}=1\cdot 8.3145\cdot 273.15/101.325=22.414\ Nm^{3}\ (m_{n}^{3})}$

SI vs Imperiale eenhede

Die volgende tabel vergelyk die normaal kondisies by SI eenhede en die standaard kondisies by Imperiale eenhede vir 1 kmol = 2.205 lbmol gas.

Beskrywing	SI eenhede			Imperiale eenhede
	Normaal	Standaard	Eenhede	Imperiaal	Eenhede
Mol (n)	1	1	kmol	1/0.453592 = 2.205	lbmol
Druk (P)	101.325	101.325	kPa	14.696	pvd
Temperatuur (T)	0 + 273.15 = 273.15	15.56 + 273.15 = 288.71	Kelvin	60 + 459.67 = 519.67	°R
Gaskonstante (R)	8.3145	8.3145	kPa.m3/(kmol.K)	10.7316	(pvd.vt3) / (lbmol.°R)
Volume: V = nRT / P	22.414	23.691	m3/kmol	836.619	vt3/2.205 lbmol
Volume per mol: V/n = RT / P	22.414	23.691	m3n/kmol	379.484	vt3n/lbmol

Wanneer standaard kubieke voet omgeskakel wil word na normaal kubieke meter:

22.414 m³ = 836.619 vt³

As jy links en regs met 836.619 deel, dan:

0.026791 m³ = 1 vt³

Dit kan ook soos volg in een stap uitgewerk word

${\displaystyle \left({\frac {1\times 8.3145\times (0+273.15)}{101.325}}\right)\quad \div \quad \left({\frac {1/0.453592\times 10.7316\times (60+459.67)}{14.696}}\right)=0.026791}$

Kyk ook

• Ideale gaswet
• Vloeimeetskyf onder die afdeling Vloeikompensasie vir gasse