Kalkulator Syarat STP
Kalkulator STP ini menukarkan isipadu gas daripada sebarang tekanan dan suhu kepada suhu dan tekanan piawai (STP). Masukkan tekanan, isipadu dan suhu yang anda ukur, pilih definisi STP dan alat menyelesaikan V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) dengan langkah penuh. Ia juga mengembalikan mol gas pada STP dan membolehkan anda menjalankan pengiraan secara terbalik, daripada volum STP yang diketahui kepada volum pada keadaan lain. Ia menerima atm, kPa, mmHg, torr, bar dan psi untuk tekanan, L, mL dan m³ untuk isipadu, dan K, °C dan °F untuk suhu, dan ia menukar suhu kepada Kelvin secara automatik.
Normalize Gas Volume to Standard Temperature & Pressure & Compute Moles
Step-by-Step Mathematical Derivation:
1. Formula: V_stp = (P × V × T_stp) / (P_stp × T)
• Operating: P = 1.5 atm, V = 10.0 L, T = 298.15 K
2. V_stp = 13.742 L
3. Moles: n = PV / RT = 0.6131 moles
Kalkulator STP ini menukarkan isipadu gas daripada sebarang tekanan dan suhu kepada suhu dan tekanan piawai (STP). Masukkan tekanan, isipadu dan suhu yang anda ukur, pilih definisi STP dan alat menyelesaikan V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) dengan langkah penuh. Ia juga mengembalikan mol gas pada STP dan membolehkan anda menjalankan pengiraan secara terbalik, daripada volum STP yang diketahui kepada volum pada keadaan lain. Ia menerima atm, kPa, mmHg, torr, bar dan psi untuk tekanan, L, mL dan m³ untuk isipadu, dan K, °C dan °F untuk suhu, dan ia menukar suhu kepada Kelvin secara automatik.
Rujukan Pantas
| item | Nilai |
|---|---|
| IUPAC STP (semasa) | 273.15 K (0 °C) dan 100 kPa (1 bar) |
| STP lama (banyak buku teks) | 273.15 K (0 °C) dan 101.325 kPa (1 atm) |
| Formula | V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) |
| berdasarkan | Undang-undang gas gabungan, P1V1/T1 = P2V2/T2 |
| Isipadu molar pada IUPAC STP | 22.711 L/mol |
| Isipadu molar pada STP yang lebih tua | 22.414 L/mol |
| Skala suhu diperlukan | Kelvin (K = °C + 273.15) |
Apakah Syarat STP?
STP bermaksud suhu dan tekanan standard. Ia adalah keadaan rujukan tetap yang membolehkan saintis membandingkan isipadu gas, ketumpatan dan jumlah yang diukur di tempat yang berbeza pada hari yang berbeza. Isipadu gas bermakna sedikit tanpa suhu dan tekanannya, kerana jumlah gas yang sama menduduki isipadu yang sangat berbeza dalam makmal sejuk dan kilang panas. STP menghilangkan kekaburan itu.
Takrif IUPAC semasa STP ialah suhu 273.15 K (0 °C) dan tekanan mutlak 100 kPa (1 bar). IUPAC menerima pakai ini pada tahun 1982. Sebelum itu, IUPAC mentakrifkan tekanan standard sebagai 1 atm (101.325 kPa), dan banyak buku teks, peperiksaan dan kursus kimia masih menggunakan nilai yang lebih lama itu. Kedua-dua versi menggunakan 0 °C, jadi perbezaannya hanyalah tekanan.
Oleh kerana gas mengikut undang-undang gas gabungan, menukar isipadu terukur kepada STP ialah penggunaan langsung P1V1/T1 = P2V2/T2, di mana keadaan 2 ialah keadaan piawai. Hubungan itu berikutan daripada hukum gas ideal dan teori molekul kinetik, dan ia berlaku untuk jumlah gas yang tetap.
Mengapa STP Penting
Membandingkan isipadu gas
Isipadu di STP mencerminkan jumlah gas, bukan cuaca di makmal.
Stoikiometri
Masalah tindak balas sering memberi atau meminta isipadu gas pada STP, menggunakan isipadu molar untuk menghubungkan isipadu dan tahi lalat.
Perbandingan ketumpatan
Ketumpatan gas dijadualkan pada STP supaya gas yang berbeza boleh dibandingkan dengan adil.
Pelaporan industri
Aliran dan penyimpanan gas sering dilaporkan sebagai isipadu standard supaya kuantiti boleh dibandingkan.
Syarat STP Berbanding: STP, NTP, SATP dan Lain-lain
Beberapa keadaan "standard" wujud. Sentiasa semak buku teks, pengajar atau standard anda yang mana satu yang diperlukan.
| Standard | Suhu | Tekanan | Isipadu Molar Gas Ideal |
|---|---|---|---|
| STP (IUPAC, sejak 1982) | 273.15 K (0 °C) | 100 kPa (1 bar) | 22.711 L/mol |
| STP (IUPAC lama, banyak buku teks) | 273.15 K (0 °C) | 101.325 kPa (1 atm) | 22.414 L/mol |
| NTP (suhu dan tekanan normal, NIST) | 293.15 K (20 °C) | 101.325 kPa (1 atm) | 24.055 L/mol |
| SATP (suhu dan tekanan ambien standard) | 298.15 K (25 °C) | 100 kPa (1 bar) | 24.790 L/mol |
| SATP (lebih lama, 1 atm) | 298.15 K (25 °C) | 101.325 kPa (1 atm) | 24.465 L/mol |
| ISA paras laut (Suasana Standard Antarabangsa) | 288.15 K (15 °C) | 101.325 kPa (1 atm) | 23.645 L/mol |
Nilai Setara Tekanan Piawai
| Tekanan Standard | atm | kPa | mmHg | bar | psi |
|---|---|---|---|---|---|
| Piawaian IUPAC (1 bar) | 0.98692 | 100 | 750.06 | 1.000 | 14.504 |
| Standard lama (1 atm) | 1.00000 | 101.325 | 760 | 1.01325 | 14.696 |
Formula Penukaran STP
Mulakan dengan undang-undang gas gabungan:
Biarkan keadaan 2 ialah keadaan piawai, jadi P2 = P(STP), T2 = T(STP), dan V2 = V(STP). Selesaikan untuk V(STP):
Untuk pergi ke arah lain, daripada volum STP yang diketahui kepada volum pada keadaan lain:
Untuk mencari jumlah gas di STP:
di mana Vm ialah isipadu molar pada keadaan piawai yang dipilih.
Jadual Pembolehubah
| Pembolehubah | Maknanya | Unit Biasa |
|---|---|---|
| P1 | Tekanan yang diukur | atm, kPa, mmHg, torr, bar, psi |
| V1 | Isipadu yang diukur | L, mL, m³ |
| T1 | Suhu yang diukur | K (ditukar daripada °C atau °F) |
| P(STP) | Tekanan standard | 100 kPa atau 101.325 kPa |
| T(STP) | Suhu standard | 273.15 K |
| V(STP) | Kelantangan pada STP (tidak diketahui) | Unit yang sama seperti V1 |
| Vm | Isipadu molar pada STP | L/mol |
| n | Tahi lalat gas | mol |
Cara Menggunakan Kalkulator STP Ini
Pilih mod
Pilih "tukar kepada STP" atau "tukar daripada STP."
Pilih definisi STP
Pilih IUPAC STP (273.15 K, 100 kPa), STP lama (273.15 K, 1 atm), NTP, SATP atau nilai tersuai.
Masukkan tekanan yang diukur
Taip P1 dan pilih atm, kPa, mmHg, torr, bar atau psi.
Masukkan isipadu yang diukur
Taip V1 dan pilih L, mL atau m³.
Masukkan suhu yang diukur
Taip T1 dalam K, °C atau °F. Alat itu menukarnya kepada Kelvin.
Klik Kira
Kalkulator mengembalikan isipadu pada STP dan mol gas.
Baca langkah-langkahnya
Semak persamaan yang digantikan untuk melihat bagaimana jawapan ditemui.
Jalankan pemeriksaan rasa
Gas yang diukur pada tekanan rendah atau suhu tinggi sepatutnya mempunyai isipadu yang lebih kecil pada STP, dan gas yang diukur pada tekanan tinggi atau suhu rendah sepatutnya mempunyai yang lebih besar.
Apakah Kalkulator Ini Boleh Kira?
Kelantangan pada STP
Menukar isipadu gas terukur kepada keadaan piawai.
Kelantangan daripada STP
Tukar volum STP yang diketahui kepada volum pada keadaan lain.
Tahi lalat di STP
Cari jumlah gas daripada isipadu STPnya menggunakan isipadu molar.
Ketumpatan gas di STP
Anggarkan ketumpatan daripada jisim molar dan isipadu molar.
Untuk masalah umum dengan mana-mana yang tidak diketahui, gunakan Combined Gas Law Calculator. Untuk tahi lalat, jisim atau keadaan tunggal, gunakan Ideal Gas Law Calculator. Untuk penukaran suhu, gunakan Temperature Calculator.
Formula Susunan Semula STP
Semua bentuk datang daripada darab silang P1V1/T1 = P(STP)V(STP)/T(STP).
| Selesaikan Untuk | Formula |
|---|---|
| Kelantangan pada STP | V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) |
| Isipadu yang diukur | V1 = (P(STP) × V(STP) × T1) / (P1 × T(STP)) |
| Tekanan yang diukur | P1 = (P(STP) × V(STP) × T1) / (V1 × T(STP)) |
| Suhu yang diukur | T1 = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × V(STP)) |
| Tahi lalat di STP | n = V(STP) / Vm |
Baca formula isipadu STP sebagai satu set nisbah:
Darabkan isipadu yang diukur dengan pembetulan tekanan dan pembetulan suhu. Jika gas diukur pada tekanan yang lebih tinggi daripada standard, nisbah pertama adalah melebihi 1 dan isipadu bertambah. Jika ia diukur pada suhu yang lebih tinggi daripada 273.15 K, nisbah kedua adalah di bawah 1 dan isipadu mengecut.
Contoh Pengiraan STP
Tukar Kelantangan kepada STP (Definisi Lama, 1 atm)
Problem: Sebuah gas menempati 5.00 L pada 2.00 atm dan 27 °C. Cari isipadunya pada STP (273.15 K dan 1.00 atm).
Menggunakan bentuk nisbah: 5.00 × (2.00 / 1.00) × (273.15 / 300.15) = 5.00 × 2 × 0.910 = 9.10 L. Tekanan adalah dua kali standard, yang menggandakan isipadu pada STP, dan perbezaan suhu yang kecil mengurangkannya sedikit.
Pengumpulan Gas Makmal (mL, mmHg, °C)
Problem: Sampel gas menduduki 250 mL pada 740 mmHg dan 22 °C. Cari isipadunya pada STP (273.15 K dan 760 mmHg), kemudian mol gas.
Unit mL dan mmHg meneruskan kerana keadaan yang diukur dan piawai menggunakan unit yang sama. Hanya suhu yang memerlukan penukaran.
IUPAC STP (100 kPa)
Problem: Sebuah gas menempati 1.50 L pada 150 kPa dan 50 °C. Cari isipadunya pada IUPAC STP (273.15 K dan 100 kPa).
Masalah yang sama di bawah standard 1 atm yang lebih lama memberikan 1.88 L, yang menunjukkan mengapa anda mesti menggunakan standard yang ditentukan oleh kursus anda.
Tukar Dari STP kepada Syarat Lain
Problem: Sebuah gas menduduki 10.0 L pada STP (273.15 K dan 1.00 atm). Apakah isipadu yang diduduki pada 25 °C dan 0.900 atm?
Gas mengembang kerana tekanan lebih rendah dan suhu lebih tinggi daripada standard.
Tahi lalat dan Kesan Definisi STP
Problem: Sebuah gas menduduki 44.8 L di STP. Berapakah bilangan tahi lalat di bawah setiap takrifan?
Kedua-dua jawapan berbeza kira-kira 1.3%. Semasa peperiksaan, gunakan volum molar yang diberikan oleh kursus anda. Masalah buku teks yang memberikan isipadu pada STP dan mengharapkan bilangan keseluruhan tahi lalat yang bersih biasanya menggunakan 22.4 L/mol.
Isipadu Molar pada STP
Isipadu molar gas ideal ialah isipadu satu mol pada suhu dan tekanan tertentu. Ia mengikuti daripada hukum gas ideal, Vm = RT / P, di mana R ialah pemalar gas (8.314 J/(mol·K), atau 8.314 L·kPa/(mol·K)). Pada suhu dan tekanan yang sama, satu mol mana-mana gas ideal menduduki isipadu yang sama. Ini adalah undang-undang Avogadro, dan itulah sebabnya satu tahi lalat memegang bilangan zarah yang sama (pemalar Avogadro, 6.022 × 10²³) mana-mana gas yang anda pilih.
| keadaan | Suhu | Tekanan | Isipadu Molar |
|---|---|---|---|
| IUPAC STP | 273.15 K | 100 kPa | 22.711 L/mol |
| STP lama | 273.15 K | 101.325 kPa | 22.414 L/mol |
| NTP | 293.15 K | 101.325 kPa | 24.055 L/mol |
| SATP (1 bar) | 298.15 K | 100 kPa | 24.790 L/mol |
| SATP (1 atm) | 298.15 K | 101.325 kPa | 24.465 L/mol |
Ketumpatan Gas di STP
Sebaik sahaja anda mengetahui isipadu molar, ketumpatan mengikut jisim molar: Ketumpatan = jisim molar / isipadu molar Nilai di bawah menggunakan 22.414 L/mol (0 °C dan 1 atm) dan menganggap setiap gas sebagai ideal.
| Gas | Jisim Molar (g/mol) | Ketumpatan pada 0 °C dan 1 atm (g/L) |
|---|---|---|
| Hidrogen (H₂) | 2.016 | 0.0899 |
| Helium (He) | 4.003 | 0.1786 |
| Nitrogen (N₂) | 28.014 | 1.250 |
| Udara (purata) | 28.97 | 1.292 |
| Oksigen (O₂) | 31.998 | 1.428 |
| Karbon dioksida (CO₂) | 44.01 | 1.964 |
Unit dan Penukaran STP
Penukaran ialah nisbah, jadi mana-mana unit tekanan dan mana-mana unit isipadu berfungsi jika keadaan yang diukur dan standard menggunakan yang sama.
Pressure Units
| Unit Tekanan | Setaraf |
|---|---|
| 1 atm | 101.325 kPa |
| 1 atm | 760 mmHg |
| 1 atm | 760 torr |
| 1 atm | 1.01325 bar |
| 1 atm | 14.696 psi |
| 1 bar | 100 kPa |
Volume Units
| Unit Isipadu | Setaraf |
|---|---|
| 1 L | 1000 mL |
| 1 mL | 1 cm³ |
| 1 m³ | 1000 L |
Volume Standard dalam Industri
Di luar bilik darjah, volum "standard" digunakan untuk melaporkan kuantiti gas dengan cara yang setanding, tetapi syarat rujukan berbeza mengikut industri dan wilayah.
Meter padu biasa (Nm³)
Biasanya satu meter padu gas pada 0 °C dan 1.01325 bar, walaupun sesetengah pembekal menggunakan rujukan lain.
Meter padu standard (Sm³)
Selalunya ditakrifkan pada 15 °C dan 1.01325 bar, tetapi definisi berbeza-beza.
Kaki padu standard (scf) dan SCFM
Biasa di AS untuk udara termampat dan gas asli, sering dirujuk kepada 60 °F dan 14.696 psi, walaupun sesetengah pembekal menggunakan 68 °F.
Kaki padu per minit sebenar (ACFM)
Aliran sebenar pada keadaan operasi, yang mesti ditukar kepada aliran standard dengan kaedah undang-undang gas yang sama.
Bilakah Anda Boleh Menggunakan Kalkulator STP Ini?
Gunakan penukaran STP apabila semua yang berikut adalah benar:
Jumlah gas yang berterusan
Bilangan tahi lalat kekal sama antara keadaan yang diukur dan piawai.
Sampel gas yang sama
Anda sedang menukar satu sampel daripada keadaan yang diukur kepada keadaan rujukan.
Keadaan diukur yang diketahui
Anda tahu tekanan, isipadu dan suhu.
Unit mutlak
Suhu adalah dalam Kelvin dan tekanan adalah mutlak.
Sebuah gas
Isipadu molar STP digunakan untuk gas, bukan cecair atau pepejal.
Kesilapan Pengiraan STP Biasa
| Kesilapan | Mengapa Gagal | Betulkan |
|---|---|---|
| Menggunakan definisi STP yang salah | 1 bar dan 1 atm berbeza sebanyak 1.3%, dan 0 °C dan 25 °C berbeza banyak | Semak standard yang diperlukan oleh kursus atau standard anda |
| Mengelirukan STP dengan SATP atau suhu bilik | SATP ialah 25 °C, bukan 0 °C | Sahkan 273.15 K untuk STP |
| Menggunakan °C atau °F | Undang-undang gas memerlukan suhu mutlak | Tukar dengan K = °C + 273.15 |
| Menggunakan 22.4 L/mol untuk semua keadaan | 22.414 L/mol hanya digunakan pada 273.15 K dan 1 atm | Gunakan isipadu molar untuk piawaian pilihan anda |
| Menggunakan tekanan tolok | Mengabaikan tekanan atmosfera | Tambah kira-kira 1 atm (14.7 psi) untuk mendapatkan nilai mutlak |
| Mencampur unit tekanan | atm dan kPa dalam satu nisbah memberikan jawapan yang salah | Tukar semua tekanan kepada satu unit |
| Mengabaikan wap air | Gas yang terkumpul di atas air termasuk tekanan wap | Kurangkan tekanan wap air terlebih dahulu |
| Menyongsangkan nisbah | Meletakkan nilai standard di mana nilai yang diukur adalah milik | Tulis V(STP) = V1 × (P1 / P(STP)) × (T(STP) / T1) |
| Menggunakan STP kepada jumlah gas yang berubah-ubah | Tahi lalat tidak boleh berubah | Gunakan undang-undang gas ideal jika gas ditambah atau hilang |
| Membundarkan terlalu awal | Ralat kecil berkembang melalui pengiraan | Simpan digit tambahan dan bulatkan pada penghujungnya |
Kalkulator STP lwn Alat Undang-undang Gas Lain
| alat | Gunakannya Apabila |
|---|---|
| Kalkulator Syarat STP (halaman ini) | Anda memerlukan isipadu gas, tahi lalat atau ketumpatan pada keadaan rujukan standard |
| Kalkulator Undang-undang Gas Gabungan | Mana-mana dua keadaan gas, menyelesaikan untuk P, V, atau T |
| Kalkulator Undang-undang Gas Ideal | Anda memerlukan tahi lalat, jisim atau keadaan tunggal (PV = nRT) |
| Kalkulator Tekanan | Anda memerlukan tekanan akhir selepas perubahan volum dan suhu |
| Kalkulator Kelantangan | Anda memerlukan volum akhir selepas perubahan tekanan dan suhu |
| Kalkulator Suhu | Anda memerlukan suhu akhir atau penukaran Kelvin, Celsius dan Fahrenheit |
| Kalkulator Undang-undang Boyle, Charles dan Gay-Lussac | Hanya dua pembolehubah berubah dan yang ketiga adalah tetap |
Soalan Lazim Kalkulator STP
Jawapan kepada soalan biasa mengenai hukum gas, formula algebra dan unit termodinamik.
Apakah syarat STP?
STP bermaksud suhu dan tekanan standard. Takrifan IUPAC semasa ialah 273.15 K (0 °C) dan 100 kPa (1 bar). Banyak buku teks masih menggunakan 273.15 K dan 1 atm (101.325 kPa).
Berapakah suhu di STP?
Suhu di STP ialah 273.15 K, iaitu 0 °C atau 32 °F.
Apakah tekanan pada STP?
Di bawah takrifan IUPAC semasa, ia adalah 100 kPa (1 bar, kira-kira 0.987 atm). Di bawah definisi yang lebih lama, ia adalah 101.325 kPa (1 atm, 760 mmHg).
Berapakah isipadu molar pada STP?
Ia adalah 22.711 L/mol pada IUPAC STP (273.15 K dan 100 kPa) dan 22.414 L/mol pada 273.15 K dan 1 atm. Gunakan nilai yang ditentukan oleh kursus anda.
Bagaimanakah anda menukar isipadu gas kepada STP?
Gunakan V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1). Tukarkan suhu yang diukur kepada Kelvin, gunakan unit tekanan yang sepadan, gantikan nilai, dan selesaikan.
Bagaimanakah anda mencari tahi lalat gas di STP?
Bahagikan isipadu pada STP dengan isipadu molar. Sebagai contoh, 44.8 L pada 273.15 K dan 1 atm bersamaan dengan 44.8 / 22.414, atau kira-kira 2.00 mol.
Apakah perbezaan antara STP dan NTP?
STP menggunakan 0 °C, manakala NTP (seperti yang ditakrifkan oleh NIST) menggunakan 20 °C dan 1 atm. Isipadu molar pada NTP adalah kira-kira 24.055 L/mol, berbanding dengan kira-kira 22.4 L/mol pada STP yang lebih tua.
Apakah perbezaan antara STP dan SATP?
STP menggunakan 273.15 K (0 °C), dan SATP menggunakan 298.15 K (25 °C). SATP lebih hampir kepada keadaan makmal biasa, dan isipadu molarnya adalah kira-kira 24.79 L/mol pada 100 kPa.
Mengapakah IUPAC menukar tekanan STP daripada 1 atm kepada 100 kPa?
IUPAC menukar tekanan standard kepada 100 kPa (1 bar) pada tahun 1982 untuk diselaraskan dengan unit SI, kerana 1 bar ialah nombor bulat dalam kilopascal. Banyak buku teks menyimpan 1 atm daripada tradisi.
Adakah 22.4 L/mol sentiasa digunakan?
Tidak. Ia hanya terpakai pada 273.15 K dan 1 atm. Pada keadaan lain, isipadu molar berbeza. Kalkulator ini mencari isipadu molar yang betul untuk sebarang keadaan piawai.
Bolehkah saya menggunakan penukaran STP jika jumlah gas berubah?
Tidak. Undang-undang gas gabungan memerlukan bilangan tahi lalat yang tetap. Jika gas ditambah atau dikeluarkan, gunakan hukum gas ideal.
Adakah air di STP gas?
Tidak. Pada 0 °C, air ialah pepejal atau cecair, jadi isipadu molar gas tidak terpakai kepada air di STP. Ia digunakan untuk gas benar seperti nitrogen, oksigen, dan karbon dioksida.
Mengapakah saya memerlukan tekanan wap air untuk gas yang terkumpul di atas air?
Gas yang terkumpul di atas air ialah campuran gas dan wap air. Jumlah tekanan sama dengan jumlah kedua-dua tekanan separa, jadi tolak tekanan wap air pada suhu pengumpulan untuk mendapatkan tekanan gas kering.
Adakah kalkulator STP tepat untuk gas sebenar?
Ia adalah tepat untuk gas yang berkelakuan hampir ideal, yang termasuk kebanyakan gas biasa berhampiran STP. Gas yang mudah cair atau gas pada tekanan tinggi menyimpang daripada tingkah laku ideal.