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标准状况

Wikipedia · 2026-04-15 维基百科 👁 1 阅读

標準溫度與壓力（，簡稱STP），或稱標準狀況，是一組用於實驗測量的標準化環境設定，目的在於讓不同數據間具有可比性。目前最常採用的標準來自國際純化學和應用化學聯合會（IUPAC）與國家標準技術研究所（NIST），但這些標準尚未獲得全球一致認可。其他機構也各自制定了不同的標準定義。

在工業與商業應用中，標準溫壓條件對於氣體與液體體積的表示，以及相關數據如體積流率的表達，至關重要，因為氣體體積會隨溫度與壓力而顯著變化。例如常見的單位包括：標準立方公尺每秒（Sm³/s）與常態立方公尺每秒（Nm³/s）。

許多技術性出版物（如書籍、學術期刊、機械設備廣告）常簡略地標示「標準狀況」，而未明確說明其實際定義；有時甚至以舊用語「常態條件」（，簡稱NC）取代。這樣的模糊用法在某些情況下容易引發誤解與錯誤。較為嚴謹的做法，是明確標示所採用的溫壓參考條件。若未特別說明，則通常預設為近似室溫環境：約1個大氣壓、273.15 K（0°C）、以及0%的相對濕度。

定義
在化學領域，IUPAC於1982年修訂了其對標準溫度與壓力的定義：

  • 1982年以前，STP指的是溫度與絕對壓力。
  • 自1982年起，STP變更定義為溫度與絕對壓力。

NIST所採用的標準則為溫度與絕對壓力1 atm（14.696 psi，101.325 kPa），這套標準也稱為常態溫度與壓力（normal temperature and pressure，簡稱NTP）。不過，NIST在熱力學實驗中常使用的狀況則是溫度298.15 K（25°C，77°F）與壓力1 bar（14.5038 psi，100 kPa）。此外，NIST在針對精煉石油產品進行溫度補償時，使用的標準溫度為15°C（288.15 K，59°F），儘管該機構也指出這兩個標準值彼此並不完全一致。

根據ISO 13443，天然氣與類似流體的標準參考狀況為與101.325 kPa。

過去
1918年以前，許多採用公制單位系統的專業人士與科學家，將氣體體積的標準參考條件設為與壓力。同一時期，採用英制或美制系統的人們，最常使用的標準條件則是與，這套標準幾乎被全球石油與天然氣產業一致採納。上述這些定義現今已不再是兩種單位系統中最普遍使用的標準。

現今用法
目前世界各地的機構對標準狀況的定義並不一致，使用的版本各式各樣。以下表格僅列出部分例子，實際上還有更多。有些機構在過去使用的是不同的標準。舉例來說，IUPAC自1982年起將標準參考條件定為0°C與，與其早期所採用的0°C與有所不同。

歐洲、澳洲與南美的天然氣企業，普遍採用與作為氣體體積的標準參考條件，並將其作為「標準立方公尺」（standard cubic meter）的基準。此外，國際標準化組織、美國環境保護署及國家標準與技術研究院等機構，在其不同的標準與法規中，也各自採用了不止一種標準參考條件。

注釋：

  • EGIA：加拿大电力和燃气检验法
  • SATP：标准的环境压力和温度
  • SCAQMD：加州南海岸空气质量管理区

气体摩尔体积
当表示气体的摩尔体积时，要指明适用的温度和压力条件。 在不指明温度和压力条件的情况下，说明气体的摩尔体积几乎没有意义并且可能引起混淆。

通过使用理想气体定律，可以计算在标准状况下的气体摩尔体积。 任何理想气体的摩尔体积可以在各种标准参考条件下计算，如下所示：

  • Vm = 8.3145 × 273.15 / 101.325 = 22.414 dm3/mol （在 0 °C 和 101.325 kPa 下）
  • Vm = 8.3145 × 273.15 / 100.000 = 22.711 dm3/mol （在 0 °C 和 100 kPa 下）
  • Vm = 8.3145 × 298.15 / 101.325 = 24.466 dm3/mol （在25 °C 和 101.325 kPa 下）
  • Vm = 8.3145 × 298.15 / 100.000 = 24.790 dm3/mol （在25 °C 和 100 kPa 下）
  • Vm = 10.7316 × 519.67 / 14.730 = 378.61 ft3/lbmol （在60 °F 和 14.73 psi 下）

参看

  • 吉布斯能

參考資料
外部連結

#热力学

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