Wissenschaft

Standardbedingungen versus Standardzustand

Standardbedingungen oder STP und Standardzustand werden beide in wissenschaftlichen Berechnungen verwendet, aber sie bedeuten nicht immer dasselbe.

Wichtige Erkenntnisse: Standardtemperatur und -druck (STP) im Vergleich zum Standardzustand

  • Sowohl STP- als auch Standardzustandsbedingungen werden üblicherweise für wissenschaftliche Berechnungen verwendet.
  • STP steht für Standard Temperature and Pressure. Es ist definiert als 273 K (0 Grad Celsius) und 1 atm Druck (oder 105 Pa).
  • Die Definition der Standardzustandsbedingungen gibt 1 atm Druck an, dass Flüssigkeiten und Gase rein sind und dass Lösungen eine Konzentration von 1 M aufweisen. Die Temperatur ist nicht angegeben, obwohl die meisten Tabellen Daten bei 25 ° C (298 K) zusammenstellen.
  • STP wird für Berechnungen mit Gasen verwendet, die sich idealen Gasen annähern.
  • Standardbedingungen werden für jede thermodynamische Berechnung verwendet.
  • Die für STP- und Standardbedingungen angegebenen Werte basieren auf idealen Bedingungen, sodass sie geringfügig von den experimentellen Werten abweichen können.

STP ist die Abkürzung für Standard Temperature and Pressure (Standardtemperatur und -druck), die als 273 K (0 Grad Celsius) und 1 atm Druck (oder 10 5 Pa) definiert ist. STP beschreibt Standardbedingungen und wird häufig zur Messung der Gasdichte und des Gasvolumens unter Verwendung des idealen Gasgesetzes verwendet. Hier nimmt 1 Mol eines idealen Gases 22,4 l ein. Eine ältere Definition verwendete Atmosphären für den Druck, während moderne Berechnungen für Pascal gelten.

Standardzustandsbedingungen werden für thermodynamische Berechnungen verwendet. Für den Standardzustand sind mehrere Bedingungen festgelegt:

  • Die Standardzustandstemperatur beträgt 25 ° C (298 K). Beachten Sie, dass die Temperatur nicht für Standardzustandsbedingungen angegeben ist, die meisten Tabellen jedoch für diese Temperatur erstellt wurden.
  • Alle Gase haben einen Druck von 1 atm.
  • Alle Flüssigkeiten und Gase sind rein.
  • Alle Lösungen haben eine Konzentration von 1 M.
  • Die Bildungsenergie eines Elements im Normalzustand ist als Null definiert.

Standardzustandsberechnungen können bei einer anderen Temperatur durchgeführt werden, am häufigsten bei 273 K (0 Grad Celsius), so dass Standardzustandsberechnungen bei STP durchgeführt werden können. Sofern nicht anders angegeben, wird jedoch angenommen, dass sich der Standardzustand auf die höhere Temperatur bezieht.

 

Standardbedingungen versus STP

Sowohl STP als auch Standardzustand spezifizieren einen Gasdruck von 1 Atmosphäre. Der Standardzustand hat jedoch normalerweise nicht die gleiche Temperatur wie STP. Der Standardzustand enthält auch mehrere zusätzliche Einschränkungen.

 

STP, SATP und NTP

Während STP für Berechnungen nützlich ist, ist es für die meisten Laborexperimente nicht praktikabel, da sie normalerweise nicht bei 0 ° C durchgeführt werden. SATP kann verwendet werden, was Standard-Umgebungstemperatur und -druck bedeutet. SATP liegt bei 25 ° C (298,15 K) und 101 kPa (im Wesentlichen 1 Atmosphäre, 0,997 atm).

Ein weiterer Standard ist NTP, was für Normal Temperature and Pressure steht. Dies ist für Luft bei 20 ° C (293,15 K, 68 ° F) und 1 atm definiert.

Es gibt auch ISA oder International Standard Atmosphere mit 101,325 kPa, 15 ° C und 0 Prozent Luftfeuchtigkeit und ICAO Standard Atmosphere mit einem Luftdruck von 760 mm Hg und einer Temperatur von 5 ° C (288,15 K oder 59 ° F) ).

 

Welches verwenden?

Normalerweise ist der Standard, den Sie verwenden, entweder der, für den Sie Daten finden können, der Ihren tatsächlichen Bedingungen am nächsten kommt oder der für eine bestimmte Disziplin erforderlich ist. Denken Sie daran, dass die Standards nahe an den tatsächlichen Werten liegen, aber nicht genau den tatsächlichen Bedingungen entsprechen.

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