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

: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:


Notas
# Soms word 100 kPa gebruik. Soms word 60°F gebruik.
# "scf" staan vir die Engelse "standard cubic feet" of in Afrikaans, "standaard kubieke voet"
# 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

:G_{gas} = G^o_{gas} + RTlnP

Hierin verwys G^o_{gas} na die Gibbs vrye energie by 'n arbitrêr gekiesde standaarddruk 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 P^o=0 is nie. Moontlike keuses is dus P^o=1 Atm, P^o= 1 Pa, P^o=1 bar of P^o=1 psi 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 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):

:\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:

:n_{n} = n

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

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

:\frac{P_n V_n}{RT_n} = \frac{PV}{RT}

As R uitkanselleer, word die volgende formule verkry:

:V_n = V \cdot \frac{P}{P_n} \cdot \frac{T_n}{T}

waar P_n = 101.325 kPa en T_n = 273.15 K

Die eenhede van die genormaliseerde/gekompenseerde volumevloeitempo word geskryf as Nm3/h of m3n/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:

PV = nRT

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:

V_n = 1 \cdot 8.3145 \cdot 273.15 / 101.325 = 22.414 \ Nm^3 \ (m^3_n)
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.


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

: \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
Verwysings

Kategorie:Chemie