Conditions standard de température et de pression - Standard conditions for temperature and pressure

La température et la pression standard ( STP ) sont des ensembles standard de conditions pour les mesures expérimentales à établir pour permettre des comparaisons entre différents ensembles de données. Les normes les plus utilisées sont celles de l' Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) et du National Institute of Standards and Technology (NIST), bien qu'il ne s'agisse pas de normes universellement acceptées. D'autres organisations ont établi une variété de définitions alternatives pour leurs conditions de référence standard.

En chimie, l'IUPAC a modifié la définition de la température et de la pression standard en 1982 :

STP ne doit pas être confondu avec l' état standard couramment utilisé dans les évaluations thermodynamiques de l' énergie de Gibbs d'une réaction.

Le NIST utilise une température de 20 °C (293,15 K, 68 °F) et une pression absolue de 1 atm (14,696 psi, 101,325 kPa). Cette norme est également appelée température et pression normales (en abrégé NTP ). Cependant, une température et une pression couramment utilisées par le NIST pour les expériences thermodynamiques sont de 298,15 K (25 ° C , 77 ° F ) et 1 bar (14,5038 psi , 100 kPa) . Le NIST utilise également "15 °C (60 °F)" pour la compensation de température des produits pétroliers raffinés, malgré le fait que ces deux valeurs ne sont pas exactement cohérentes l'une avec l'autre.

Les conditions métriques normalisées internationales pour le gaz naturel et les fluides similaires sont de 288,15 K (15,00 °C ; 59,00 °F) et 101,325 kPa.

Dans l' industrie et le commerce , des conditions standard de température et de pression sont souvent nécessaires pour définir les conditions standard de référence pour exprimer les volumes de gaz et de liquides et les quantités associées telles que le débit volumétrique (les volumes de gaz varient considérablement avec la température et la pression) : mètres cubes standard par seconde (Sm 3 /s), et mètres cubes normaux par seconde (Nm 3 /s).

Cependant, de nombreuses publications techniques (livres, revues, publicités pour l'équipement et les machines) énoncent simplement des « conditions standard » sans les spécifier ; substituant souvent le terme avec des " conditions normales " plus anciennes , ou "NC". Dans des cas particuliers, cela peut entraîner des confusions et des erreurs. Les bonnes pratiques intègrent toujours les conditions de référence de température et de pression. Si non précisé, certaines conditions d'environnement de la pièce sont supposées, proches de 1 atm de pression, 293 K (20 °C) et 0% d'humidité.

Définitions

Utilisations passées

Avant 1918, de nombreux professionnels et scientifiques utilisant le système métrique d'unités définissaient les conditions de référence standard de température et de pression pour exprimer les volumes de gaz comme étant de 15 °C (288,15 K ; 59,00 °F) et 101,325  kPa (1,00  atm ; 760  Torr ). Au cours de ces mêmes années, les conditions de référence standard les plus couramment utilisées pour les personnes utilisant les systèmes impériaux ou américains coutumiers étaient 60 °F (15,56 °C; 288,71 K) et 14,696  psi (1 atm) car elles étaient presque universellement utilisées par le pétrole et industries du gaz dans le monde. Les définitions ci-dessus ne sont plus les plus couramment utilisées dans les deux systèmes d'unités.

Utilisation actuelle

De nombreuses définitions différentes des conditions de référence standard sont actuellement utilisées par des organisations du monde entier. Le tableau ci-dessous en répertorie quelques-uns, mais il y en a d'autres. Certaines de ces organisations ont utilisé d'autres normes dans le passé. Par exemple, l'IUPAC a, depuis 1982, défini les conditions de référence standard comme étant 0 °C et 100 kPa (1 bar), contrairement à son ancienne norme de 0 °C et 101,325 kPa (1 atm). La nouvelle valeur est la pression atmosphérique moyenne à une altitude d'environ 112 mètres, ce qui est plus proche de l'altitude médiane mondiale d'habitation humaine (194 m).

Les sociétés de gaz naturel d'Europe, d'Australie et d'Amérique du Sud ont adopté 15 °C (59 °F) et 101,325 kPa (14,696 psi) comme conditions de référence de volume de gaz standard, utilisées comme valeurs de base pour définir le mètre cube standard . En outre, l' Organisation internationale de normalisation (ISO), l' Agence de protection de l'environnement des États-Unis (EPA) et le National Institute of Standards and Technology (NIST) ont chacun plus d'une définition des conditions de référence standard dans leurs différentes normes et réglementations.

Conditions de référence standard en usage courant
Température Pression Relative
humidité

(%)
Entité d'édition ou de création
°C °F kPa mmHg psi inHg
0 32 100.000 750.06 14.5038 29.530   IUPAC (STP) depuis 1982
0 32 101.325 760,00 14.6959 29.921   NIST , ISO 10780, anciennement IUPAC (STP) jusqu'en 1982
15 59 101.325 760,00 14.6959 29.921 0 OACI de ISA , ISO 13443, EEE , LIEG (Définition SI)
20 68 101.325 760,00 14.6959 29.921   EPA , NIST . Ceci est également appelé NTP, température et pression normales.
22 71,6 101.325 760,00 14.6959 29.921 20–80 Association américaine des physiciens en médecine
25 77 100.000 750.06 14.5038 29.530   IUPAC (SATP)
25 77 101.325 760,00 14.6959 29.921   EPA
20 68 100.000 750.06 14.5038 29.530 0 CAGI
15 59 100.000 750.06 14.5038 29.530   SPE
20 68 101,3 760 14.69 29,9 50 ISO 5011
20 68 101,33 760,0 14.696 29,92 0 GOST 2939-63
15,56 60 101,33 760,0 14.696 29,92   SPE, US OSHA , SCAQMD
15,56 60 101,6 762 14,73 30,0   EGIA (Définition du système impérial)
15,56 60 101,35 760.21 14.7 29,93   DOT américain (SCF)
15 59 99,99 750,0 14.503 29.53 78 Métro standard de l'armée américaine
15 59 101,33 760,0 14.696 29,92 60 ISO 2314, ISO 3977-2
21.11 70 101,3 760 14.70 29,92 0 AMCA , densité de l'air = 0,075 lbm/pi 3 . Cette norme AMCA s'applique uniquement à l'air ;
Compressed Gas Association [CGA] s'applique à l'utilisation du gaz industriel aux États-Unis
15 59 101,3 760 14.70 29,92   Administration fédérale de l'aviation (FAA)
20 68 101.325 760,00 14.6959 29.921 0 EN 14511-1:2013
15 59 101.325 760,00 14.6959 29.921 0 ISO 2533:1975 ISO 13443:2005, ISO 7504:2015
0 32 101.325 760,00 14.6959 29.921 0 DIN 1343:1990

Abréviations :

  • EGIA : Loi sur l'inspection de l'électricité et du gaz (du Canada)
  • SATP : Température et pression ambiantes standard
  • SCF : pied cube standard

Atmosphère internationale standard

En aéronautique et en dynamique des fluides, l'« International Standard Atmosphere » (ISA) est une spécification de la pression, de la température, de la densité et de la vitesse du son à chaque altitude. L'atmosphère standard internationale est représentative des conditions atmosphériques aux latitudes moyennes. Aux États-Unis, cette information est spécifiée l' atmosphère standard américaine qui est identique à "l'atmosphère standard internationale" à toutes les altitudes jusqu'à 65 000 pieds au-dessus du niveau de la mer.

Conditions de laboratoire standard

Étant donné que de nombreuses définitions de la température et de la pression standard diffèrent de manière significative des températures de laboratoire standard (par exemple 0 °C contre ~25 °C), il est souvent fait référence aux "conditions de laboratoire standard" (un terme délibérément choisi pour être différent du terme « conditions standard de température et de pression », malgré sa quasi-identité sémantique lorsqu'elle est interprétée littéralement). Cependant, ce qui est une température et une pression de laboratoire "standard" est inévitablement liée à la géographie, étant donné que les différentes parties du monde diffèrent par le climat, l'altitude et le degré d'utilisation de la chaleur/du refroidissement sur le lieu de travail. Par exemple, les écoles de la Nouvelle-Galles du Sud , en Australie, utilisent 25 °C à 100 kPa pour les conditions de laboratoire standard. ASTM International a publié la norme ASTM E41 - Terminologie relative au conditionnement et des centaines de conditions spéciales pour des matériaux et des méthodes d'essai particuliers . D'autres organismes de normalisation ont également des conditions d'essai normalisées spécialisées.

Volume molaire d'un gaz

Il est tout aussi important d'indiquer les conditions de référence applicables de température et de pression lors de l'indication du volume molaire d'un gaz que lors de l'expression d'un volume de gaz ou d'un débit volumétrique. Énoncer le volume molaire d'un gaz sans indiquer les conditions de référence de température et de pression n'a que très peu de sens et peut prêter à confusion.

Le volume molaire des gaz autour de STP et à pression atmosphérique peut être calculé avec une précision qui est généralement suffisante en utilisant la loi des gaz parfaits . Le volume molaire de tout gaz parfait peut être calculé dans diverses conditions de référence standard, comme indiqué ci-dessous :

  • V m = 8,3145 × 273,15 / 101,325 = 22,414  dm 3 /mol à 0 °C et 101,325 kPa
  • V m = 8,3145 × 273,15 / 100 000 = 22,711 dm 3 /mol à 0 °C et 100 kPa
  • V m = 8,3145 × 298,15 / 101,325 = 24,466 dm 3 /mol à 25 °C et 101,325 kPa
  • V m = 8,3145 × 298,15 / 100 000 = 24,790 dm 3 /mol à 25 °C et 100 kPa
  • V m = 10,7316 × 519,67 / 14,696 = 379,48 ft 3 /lbmol à 60 °F et 14,696 psi (ou environ 0,8366 ft 3 /gram mole)
  • V m = 10,7316 × 519,67 / 14,730 = 378,61 pi 3 /lbmol à 60 °F et 14,73 psi

La littérature technique peut prêter à confusion car de nombreux auteurs ne parviennent pas à expliquer s'ils utilisent la constante de gaz parfait R ou la constante de gaz spécifique R s . La relation entre les deux constantes est R s = R / m , où m est la masse moléculaire du gaz.

L' atmosphère standard des États-Unis (USSA) utilise 8,31432 m 3 ·Pa/(mol·K) comme valeur de R . Cependant, l'USSA,1976 reconnaît que cette valeur n'est pas cohérente avec les valeurs de la constante d'Avogadro et de la constante de Boltzmann.

Voir également

Notes d'explication

Les références

Liens externes