Sıcaklık ve basınç için standart koşullar

Sıcaklık ve basınç için standart koşullar ya da normal şartlar farklı veri setleri arasında karşılaştırma oluşturmaya izin vermek için kurulmuş olan deneysel olçümler için standart koşullardır. En çok kullanılan International Union of Pure and Applied Chemistry (Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği) (IUPAC) ve National Institute of Standards and Technology (NIST) standartlarıdır. Bunlar tüm dünya tarafında kabul edilmese de en çok kullanılar standart setlerdir. Diğer organizasyonlar kendi standartları için çeşitli alternatifler bulmuşlardır.

Kimyada, IUPAC standart sıcaklık ve mutlak basıncı, 273.15 K (0 °C, 32 °F) ve 101.325 kPa (14.7 psi, 1.00 atm, 1.01325 bar) olarak belirlemiştir. Resmi olmayan fakat sıkça kullanılan standart oda sıcaklığı standartıdır. Sıcaklık 298.15 K (25 °C, 77 °F) ve mutlak basınç ise 100.0 kPa (14.504 psi, 0.987 atm) dir.

NIST sıcaklığı 20 °C (313.15 K, 68 °F) olarak ve mutlak basıncı da 101.325 kPa (14.696 psi, 1 atm) olarak kullanır. Doğal gazlar ve benzer akışkanlar için uluslararası metrik koşullar 288.15 K (15.00 °C, 59.00 °F) ve 101.325 kPa dır.

Endüstride ve ticarette, sıcaklık ve basınç için koşullar gazların ve sıvıların hacimleri ve buna benzer nicelikleri ( debi gibi ) açıklamak için standart referans koşullara ihtiyaç duyar. Fakat birçok teknik yayınlar (kitaplar, gazeteler, reklamlar) ayrıntılarını belirtmeden standart koşulları basitçe belirtir bu da sık sık hatalara ve karışıklığa yol açar.

Son elli, altmış yıl içerisinde profesyoneller ve bilim adamları gaz hacimlerini açıklamak için sıcaklık ve basınç için standart referans koşullarını, birimlerin metrik sistemlerini kullanarak tanımlıyorlardı 15 °C (288.15 K, 59.00 °F) ve 101.325 kPa (1.00 atm; 760 Torr). Aynı yıllar içerisinde, insanların en fazla kullandığı standart koşullar İngiliz ölçü birimleri ve ABD geleneksel birimleriydi ve sıcaklık 60 °F (15.56 °C, 288.71 K) ve basınç da 14.696 psi (1 atm) idi. Bunun sebebi dünya çapındaki endüstrinin çoğu gaz ve petrol olmasıydı.

Birçok farklı standart referans koşulları günümüzde tüm organizasyonlar tarafından kullanılmaktadır. Bazı organizasyonlar eskiden kullanılan koşullardan farklı olanları kullanmaktadır. Mesela IUPAC 1982 den beri 0 °C ve 100 kPa (1 bar) olarak belirlediği standart koşulları kullanmaktadır. Daha eskisindeyse 0 °C ve 101.325 kPa (1 atm) olarak kullanılırdı.

Avrupa ve Güney Amerika’daki doğal gaz kampanyaları kendilerinin standart gaz hacimleri referans koşulları için 15 °C (59 °F) ve 101.325 kPa (14.696 psi) yı benimsediler. Ayrıca, ISO (International Organization for Standardization), EPA (Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı) ve NIST çeşitli standartları ve ayarları için birden fazla standart referans koşulları vardır.

Havacılık ve uzay mühendsiliğinde ve akışkan dinamiğinde Uluslararası Standart Atmosfer basınç, sıcaklık, özkütle, her bir irtifada ses hızı için bir ayrıntılı tanımlamadır. Uluslararası Standart Atmosfer orta enlemlerde bir atmosferik koşul örneiğidir. Amerika’da bu bilgi Amerika Standart Atmosfer olarak özelleştirilmiştir ve Uluslararası Standart Koşullara benzemektedir.

Basınç ve sıcaklık için standart koşulların birçok tanımı standart laboratuvar koşullarından farklı olmasına rağmen sık sık standart laboratuvar koşullarına referans göstermektedir. Basınç ve sıcaklık için standart laboratuvar koşulları, dünyanın farklı yerlerinde değişim göstermektedir iklim ve irtifa açısından. Mesela Yeni Güney Galler’deki okullar, Avustralya 100 kPa da 25 °C sıcaklık standart laboratuvar koşullarıdır.

Bir gazın molar hacmini belirtmek, sıcaklık ve basıncın standart referans koşulunun uygulanabilirlğini belirtmek kadar önemlidir. Bir gazın molar hacmini, sıcaklık ve basınç için standart referans koşulunu göstermeden belirtmek karışıklığa neden olabilir.

Gazın molar hacmini ideal gaz kanununu kullanarak sıcaklık ve basınç için standart koşulu çerçevesi içerisinde hesaplamak bize doğru sonuç verir. İdeal gazın molar hacmi, çeşitli standart referans koşulları içinde hesaplanması aşağıda verilmiştir.

Birçok kişi ideal gaz sabitini R ya da özel gaz sabitini Rs açıklamada sorun yaşayabiliyor. İki sabit arasındaki ilişki Rs = R / M , M dediğimiz gazın moleküler ağırlığıdır.