Калкулатор на STP условия

Този STP калкулатор преобразува обема на газ от всяко налягане и температура в стандартна температура и налягане (STP). Въведете налягането, обема и температурата, които сте измерили, изберете дефиниция на STP и инструментът решава V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) с пълни стъпки. Той също така връща моловете газ при STP и ви позволява да изпълните изчислението в обратен ред, от известен STP обем към обема при други условия. Приема atm, kPa, mmHg, torr, bar и psi за налягане, L, mL и m³ за обем и K, °C и °F за температура и автоматично преобразува температурата в Келвин.

STP Conditions Calculator

Normalize Gas Volume to Standard Temperature & Pressure & Compute Moles

Standard:

Measured Operating Gas Conditions Ref: 101.325 kPa, 273.15 K

Pressure (P)

Volume (V)

Temperature (T)

Desired Output Volume Unit:

V_stp = (PVT_stp)/(P_stpT)

Live Result

1 atm, 0 °C

Volume at STP

13.742 L

Amount (n)

0.6131 mol

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

Бърза справка

Артикул	Стойност
IUPAC STP (текущ)	273,15 K (0 °C) и 100 kPa (1 bar)
По-стар STP (много учебници)	273,15 K (0 °C) и 101,325 kPa (1 atm)
Формула	V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1)
Въз основа на	Закон за комбинирания газ, P1V1/T1 = P2V2/T2
Моларен обем при IUPAC STP	22.711 L/mol
Моларен обем при по-стар STP	22.414 L/mol
Изисква се температурна скала	Келвин (K = °C + 273,15)

Какво представляват STP условията?

STP означава стандартна температура и налягане. Това е фиксирано референтно състояние, което позволява на учените да сравняват газови обеми, плътности и количества, измерени на различни места в различни дни. Обемът газ означава малко без неговата температура и налягане, защото едно и също количество газ заема много различни обеми в студена лаборатория и гореща фабрика. STP премахва тази неяснота.

Текущата дефиниция на IUPAC за STP е температура от 273,15 K (0 °C) и абсолютно налягане от 100 kPa (1 bar). IUPAC прие това през 1982 г. Преди това IUPAC определи стандартното налягане като 1 atm (101,325 kPa) и много учебници, изпити и курсове по химия все още използват тази по-стара стойност. И двете версии използват 0 °C, така че разликата е само в налягането.

Тъй като газовете следват закона за комбинирания газ, преобразуването на измерен обем в STP е директно приложение на P1V1/T1 = P2V2/T2, където състояние 2 е стандартното състояние. Връзката следва от закона за идеалния газ и кинетичната молекулярна теория и е валидна за фиксирано количество газ.

Защо STP има значение

Сравняване на газови обеми

Обем при STP отразява количеството газ, а не времето в лабораторията.

Стехиометрия

Проблемите с реакцията често дават или изискват газови обеми при STP, като се използва моларен обем за свързване на обема и моловете.

Сравнения на плътност

Плътностите на газа са таблични в STP, така че различните газове да могат да се сравняват справедливо.

Отчитане на индустрията

Потокът и съхранението на газ често се отчитат като стандартни обеми, така че количествата да са сравними.

Сравнени условия на STP: STP, NTP, SATP и други

Съществуват няколко „стандартни“ състояния. Винаги проверявайте кой от тях изисква вашият учебник, инструктор или стандарт.

Стандартен	температура	налягане	Моларен обем на идеален газ
STP (IUPAC, от 1982 г.)	273.15 K (0 °C)	100 kPa (1 бар)	22.711 L/mol
STP (по-стар IUPAC, много учебници)	273.15 K (0 °C)	101,325 kPa (1 atm)	22.414 L/mol
NTP (нормална температура и налягане, NIST)	293.15 K (20 °C)	101,325 kPa (1 atm)	24.055 L/mol
SATP (стандартна околна температура и налягане)	298.15 K (25 °C)	100 kPa (1 бар)	24.790 L/mol
SATP (по-стар, 1 atm)	298.15 K (25 °C)	101,325 kPa (1 atm)	24.465 L/mol
ISA морско ниво (международна стандартна атмосфера)	288.15 K (15 °C)	101,325 kPa (1 atm)	23.645 L/mol

💡 Кое трябва да използвате? Използвайте определението, дадено във вашия проблем или курс. Ако не е дадено, модерният IUPAC STP (273,15 K и 100 kPa) е текущият международен стандарт, но много класове по химия все още очакват 273,15 K и 1 atm. Този калкулатор ви позволява да изберете някое от тези или да въведете персонализирани стойности.

Еквивалентни стойности на стандартното налягане

Стандартно налягане	банкомат	kPa	mmHg	бар	psi
IUPAC стандарт (1 бар)	0.98692	100	750.06	1.000	14.504
По-стар стандарт (1 atm)	1.00000	101.325	760	1.01325	14.696

Формулата за преобразуване на STP

Започнете със закона за комбинирания газ:

P1V1 / T1 = P2V2 / T2

Нека състояние 2 е стандартното състояние, така че P2 = P(STP), T2 = T(STP) и V2 = V(STP). Решете за V(STP):

V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1)

За да преминете по друг начин, от известен STP обем към обем при други условия:

V2 = (P(STP) × V(STP) × T2) / (P2 × T(STP))

За да намерите количеството газ в STP:

n = V(STP) / Vm

където Vm е моларният обем при избраното стандартно състояние.

Таблица с променливи

Променлива	Значение	Общи единици
P1	Измерено налягане	atm, kPa, mmHg, torr, bar, psi
V1	Измерен обем	L, mL, m³
T1	Измерена температура	K (преобразувано от °C или °F)
P(STP)	Стандартно налягане	100 kPa или 101,325 kPa
T(STP)	Стандартна температура	273.15 K
V(STP)	Обем при STP (неизвестен)	Същата единица като V1
Vm	Моларен обем при STP	L/mol
n	Моли газ	мол

Как да използвате този STP калкулатор

Изберете режима

Изберете „конвертиране в STP“ или „конвертиране от STP“.

Изберете дефиницията на STP

Изберете IUPAC STP (273,15 K, 100 kPa), по-стар STP (273,15 K, 1 atm), NTP, SATP или персонализирани стойности.

Въведете измереното налягане

Въведете P1 и изберете atm, kPa, mmHg, torr, bar или psi.

Въведете измерения обем

Въведете V1 и изберете L, mL или m³.

Въведете измерената температура

Въведете T1 в K, °C или °F. Инструментът го преобразува в Келвин.

Щракнете върху Изчисли

Калкулаторът връща обема при STP и моловете газ.

Прочетете стъпките

Проверете заместеното уравнение, за да видите как е намерен отговорът.

Изпълнете проверка на сетивата

Газ, измерен при ниско налягане или висока температура, трябва да има по-малък обем при STP, а газ, измерен при високо налягане или ниска температура, трябва да има по-голям.

⚠️ Забележка: Използвайте абсолютно налягане. Ако вашето налягане е показание на манометър, първо добавете атмосферното налягане. Ако газът е бил събран над вода, извадете налягането на парите на водата, преди да го преобразувате в STP.

Какво може да изчисли този калкулатор?

Обем при STP

Преобразувайте измерен обем газ в стандартно състояние.

Обем от STP

Преобразувайте известен STP том в том при други условия.

Бенки при STP

Намерете количеството газ от неговия STP обем, като използвате моларен обем.

Плътност на газа при STP

Изчислете плътността от моларната маса и моларния обем.

За общ проблем с всяко неизвестно, използвайте Combined Gas Law Calculator. За молове, маса или едно състояние използвайте Ideal Gas Law Calculator. За температурни преобразувания използвайте Temperature Calculator.

STP пренаредени формули

Всички форми идват от кръстосано умножение P1V1/T1 = P(STP)V(STP)/T(STP).

Решете за	Формула
Обем при STP	V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1)
Измерен обем	V1 = (P(STP) × V(STP) × T1) / (P1 × T(STP))
Измерено налягане	P1 = (P(STP) × V(STP) × T1) / (V1 × T(STP))
Измерена температура	T1 = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × V(STP))
Бенки при STP	n = V(STP) / Vm

Прочетете формулата за STP обем като набор от съотношения:

V(STP) = V1 × (P1 / P(STP)) × (T(STP) / T1)

Умножете измерения обем с корекция на налягането и корекция на температурата. Ако газът е измерен при по-високо налягане от стандартното, първото съотношение е над 1 и обемът нараства. Ако е измерено при по-висока температура от 273,15 K, второто съотношение е под 1 и обемът се свива.

Примери за изчисление на STP

Пример 1

Преобразуване на обем в STP (по-стара дефиниция, 1 atm)

Problem: Един газ заема 5,00 L при 2,00 atm и 27 °C. Намерете неговия обем при STP (273,15 K и 1,00 atm).

Стъпка 1: Преобразувайте T1 в Келвин T1 = 27 + 273.15 = 300.15 K

Стъпка 2: Напишете формулата V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1)

Стъпка 3: Заместване V(STP) = (2,00 × 5,00 × 273,15) / (1,00 × 300,15) = 2731,5 / 300,15

Answer: V(STP) ≈ 9,10 L

Използвайки формата на съотношението: 5,00 × (2,00 / 1,00) × (273,15 / 300,15) = 5,00 × 2 × 0,910 = 9,10 L. Налягането е два пъти стандартно, което удвоява обема при STP, а малката температурна разлика го намалява леко.

Пример 2

Лабораторно събиране на газове (mL, mmHg, °C)

Problem: Газова проба заема 250 mL при 740 mmHg и 22 °C. Намерете неговия обем при STP (273,15 K и 760 mmHg), след това моловете газ.

Стъпка 1: Преобразувайте T1 в Келвин T1 = 22 + 273.15 = 295.15 K

Стъпка 2: Заместване V(STP) = (740 × 250 × 273,15) / (760 × 295,15) = 50 532 750 / 224 314

Стъпка 3: Намерете бенки n = V(STP) / Vm = 0,2253 L / 22,414 L/mol

Answer: V(STP) ≈ 225,3 ml и n ≈ 0,01005 mol

Мерните единици mL и mmHg се прилагат, тъй като измерените и стандартните състояния използват едни и същи единици. Необходимо е само преобразуване на температурата.

Пример 3

IUPAC STP (100 kPa)

Problem: Един газ заема 1,50 L при 150 kPa и 50 °C. Намерете неговия обем при IUPAC STP (273,15 K и 100 kPa).

Стъпка 1: Преобразувайте T1 в Келвин T1 = 50 + 273.15 = 323.15 K

Стъпка 2: Заместване V(STP) = (150 × 1,50 × 273,15) / (100 × 323,15) = 61 458,75 / 32 315

Answer: V(STP) ≈ 1,90 L

Същият проблем при по-стария стандарт от 1 atm дава 1,88 L, което показва защо трябва да използвате стандарта, посочен от вашия курс.

Пример 4

Преобразуване от STP към други условия

Problem: Един газ заема 10,0 L при STP (273,15 K и 1,00 atm). Какъв обем заема при 25 °C и 0,900 atm?

Стъпка 1: Преобразувайте T2 в Келвин T2 = 25 + 273.15 = 298.15 K

Стъпка 2: Напишете формулата V2 = (P(STP) × V(STP) × T2) / (P2 × T(STP))

Стъпка 3: Заместване V2 = (1.00 × 10.0 × 298.15) / (0.900 × 273.15) = 2981.5 / 245.835

Answer: V2 ≈ 12,13 л

Газът се разширява, защото налягането е по-ниско и температурата е по-висока от стандартната.

Пример 5

Бенките и ефектът от дефиницията на STP

Problem: Един газ заема 44,8 L при STP. Колко мола има под всяко определение?

По-стар STP (Vm = 22,414 L/mol) n = 44,8 / 22,414 = 2,00 mol

IUPAC STP (Vm = 22,711 L/mol) n = 44,8 / 22,711 = 1,97 mol

Answer: По-стар STP: 2,00 mol | IUPAC STP: 1.97 mol

Двата отговора се различават с около 1,3%. На изпит използвайте моларния обем, който вашият курс дава. Учебнически задачи, които дават обем при STP и очакват чист цял брой молове, обикновено използват 22,4 L/mol.

Моларен обем при STP

Моларният обем на идеален газ е обемът на един мол при дадена температура и налягане. Това следва от закона за идеалния газ, Vm = RT / P, където R е газовата константа (8,314 J/(mol·K) или 8,314 L·kPa/(mol·K)). При същата температура и налягане един мол от всеки идеален газ заема същия обем. Това е законът на Авогадро и затова един мол съдържа същия брой частици (константата на Авогадро, 6,022 × 10²³), който и газ да изберете.

Състояние	температура	налягане	Моларен обем
IUPAC STP	273.15 K	100 kPa	22.711 L/mol
По-стар STP	273.15 K	101.325 kPa	22.414 L/mol
NTP	293.15 K	101.325 kPa	24.055 L/mol
SATP (1 бар)	298.15 K	100 kPa	24.790 L/mol
SATP (1 atm)	298.15 K	101.325 kPa	24.465 L/mol

🔬 Константа на Лошмид: При 273,15 K и 101,325 kPa идеалният газ съдържа около 2,687 × 10²⁵ молекули на кубичен метър. Това се нарича константа на Лошмид и следва от моларния обем и константата на Авогадро.

Плътност на газа при STP

След като знаете моларния обем, плътността следва от моларната маса: Плътност = моларна маса / моларен обем Стойностите по-долу използват 22,414 L/mol (0 °C и 1 atm) и третират всеки газ като идеален.

газ	Моларна маса (g/mol)	Плътност при 0 °C и 1 atm (g/L)
Водород (H₂)	2.016	0.0899
Хелий (He)	4.003	0.1786
Азот (N₂)	28.014	1.250
Въздух (средно)	28.97	1.292
Кислород (O₂)	31.998	1.428
Въглероден диоксид (CO₂)	44.01	1.964

Според IUPAC STP (22,711 L/mol), всяка плътност е с около 1,3% по-ниска. Например въздухът е около 1,275 g/L. Реалните плътности на газа се различават леко от тези идеални стойности. За въглеродния диоксид измерената плътност при 0 °C и 1 atm е около 1,977 g/L.

STP единици и преобразувания

Преобразуването е съотношение, така че всяка единица за налягане и всяка единица за обем работят, ако измереното и стандартното състояние използват едни и същи.

Pressure Units

Единица за налягане	Еквивалент
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

Обемна единица	Еквивалент
1 L	1000 mL
1 mL	1 cm³
1 m³	1000 L

Note: Температурата трябва да е в келвини. Преобразувайте с K = °C + 273,15 или K = (°F − 32) × 5/9 + 273,15. Използвайте абсолютно налягане, което е равно на манометрично налягане плюс атмосферно налягане.

Стандартни обеми в индустрията

Извън класната стая се използват „стандартни“ обеми за отчитане на количествата газ по сравним начин, но референтните условия варират според индустрията и региона.

Нормален кубичен метър (Nm³)

Обикновено кубичен метър газ при 0 °C и 1,01325 бара, въпреки че някои доставчици използват други препратки.

Стандартен кубичен метър (Sm³)

Често се определя при 15 °C и 1,01325 бара, но дефинициите варират.

Стандартни кубични футове (scf) и SCFM

Често срещан в САЩ за сгъстен въздух и природен газ, често се споменава за 60 °F и 14,696 psi, въпреки че някои доставчици използват 68 °F.

Действителни кубични футове в минута (ACFM)

Реалният поток при работни условия, който трябва да се преобразува в стандартен поток със същия метод на газовия закон.

Винаги потвърждавайте референтните условия в спецификация или договор на доставчик, преди да сравнявате стандартни обеми, тъй като два „стандартни“ обема могат да се различават с няколко процента.

Кога можете да използвате този STP калкулатор?

Използвайте STP преобразуването, когато всички от следните са верни:

Постоянно количество газ

Броят на бенките остава същият между измереното и стандартното състояние.

Същата газова проба

Преобразувате една проба от измерени условия в референтно състояние.

Известни измерени условия

Знаете налягане, обем и температура.

Абсолютни единици

Температурата е в Келвини, а налягането е абсолютно.

газ

STP моларният обем се отнася за газове, а не за течности или твърди вещества.

⚠️ Граници: Преобразуването и стойностите на моларния обем предполагат идеално поведение на газа. В близост до STP повечето обичайни газове се държат близко до идеалното, но газове, които лесно се втечняват, като амоняк или серен диоксид, и газове при високо налягане се отклоняват повече. В тези случаи уравнението на Ван дер Ваалс или факторът на свиваемост (Z) дава по-добри резултати. Имайте предвид също, че водата е течност при 0 °C, така че "газ при STP" не се отнася за водна пара при тази температура.

Често срещани грешки при изчисляване на STP

Грешка	Защо се проваля	Поправете
Използване на грешна STP дефиниция	1 bar и 1 atm се различават с 1,3%, а 0 °C и 25 °C се различават много	Проверете какъв стандарт изисква вашият курс или стандарт
Объркване на STP със SATP или стайна температура	SATP е 25 °C, а не 0 °C	Потвърдете 273,15 K за STP
Използване на °C или °F	Законите за газа изискват абсолютна температура	Преобразувайте с K = °C + 273,15
Използване на 22,4 L/mol за всички условия	22,414 L/mol се прилага само при 273,15 K и 1 atm	Използвайте моларния обем за избрания от вас стандарт
Използване на манометрично налягане	Игнорира атмосферното налягане	Добавете около 1 atm (14,7 psi), за да получите абсолютна стойност
Единици за налягане на смесване	atm и kPa в едно съотношение дават грешен отговор	Преобразувайте всички налягания в една единица
Игнориране на водни пари	Газът, събран над вода, включва парно налягане	Първо извадете парното налягане на водата
Обръщане на съотношенията	Поставя стандартните стойности на мястото на измерените	Запишете V(STP) = V1 × (P1 / P(STP)) × (T(STP) / T1)
Прилагане на STP към променящо се количество газ	Бенките не трябва да се променят	Използвайте закона за идеалния газ, ако се добавя или губи газ
Закръгляването е твърде рано	Малките грешки нарастват чрез изчислението	Запазете допълнителните цифри и закръглете в края

STP калкулатор срещу други инструменти за закон за газа

Инструмент	Използвайте го, когато
Калкулатор на STP условия (тази страница)	Имате нужда от обем газ, молове или плътност при стандартно референтно състояние
Калкулатор за комбиниран газ	Всякакви две състояния на газ, решаващи за P, V или T
Калкулатор Закон за идеалния газ	Имате нужда от молове, маса или едно състояние (PV = nRT)
Калкулатор за налягане	Нуждаете се от крайно налягане след промени в обема и температурата
Калкулатор за обем	Имате нужда от краен обем след промени в налягането и температурата
Температурен калкулатор	Имате нужда от крайна температура или преобразуване на Келвин, Целзий и Фаренхайт
Калкулатори по закона на Бойл, Чарлз и Гей-Лусак	Само две променливи се променят, а третата е постоянна

Свързани страници: Combined Gas Law Calculator, Ideal Gas Law Calculator, Pressure Calculator, Volume Calculator, Temperature Calculator, Boyle's Law Calculator, Charles's Law Calculator, Gay-Lussac's Law Calculator.

Knowledge Base

Често задавани въпроси за STP калкулатора

Отговори на чести въпроси за газовите закони, математическите формули и единиците.

Какво представляват STP условията?

STP означава стандартна температура и налягане. Текущата дефиниция на IUPAC е 273,15 K (0 °C) и 100 kPa (1 bar). Много учебници все още използват 273,15 K и 1 atm (101,325 kPa).

Каква е температурата при STP?

Температурата при STP е 273,15 K, което е 0 °C или 32 °F.

Какво е налягането при STP?

Съгласно текущата дефиниция на IUPAC, то е 100 kPa (1 бар, около 0,987 atm). Според по-старото определение то е 101,325 kPa (1 atm, 760 mmHg).

Какъв е моларният обем при STP?

Той е 22,711 L/mol при IUPAC STP (273,15 K и 100 kPa) и 22,414 L/mol при 273,15 K и 1 atm. Използвайте стойността, посочена от вашия курс.

Как преобразувате обем газ в STP?

Използвайте V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1). Преобразувайте измерената температура в Келвин, използвайте съответстващи единици за налягане, заменете стойностите и решете.

Как намирате молове газ при STP?

Разделете обема при STP на моларния обем. Например 44,8 L при 273,15 K и 1 atm е равно на 44,8 / 22,414, или около 2,00 mol.

Каква е разликата между STP и NTP?

STP използва 0 °C, докато NTP (както е дефинирано от NIST) използва 20 °C и 1 atm. Моларният обем при NTP е около 24,055 L/mol, в сравнение с около 22,4 L/mol при по-стар STP.

Каква е разликата между STP и SATP?

STP използва 273,15 K (0 °C), а SATP използва 298,15 K (25 °C). SATP е по-близо до нормалните лабораторни условия и неговият моларен обем е около 24,79 L/mol при 100 kPa.

Защо IUPAC промени STP налягането от 1 atm на 100 kPa?

IUPAC промени стандартното налягане на 100 kPa (1 bar) през 1982 г., за да се приведе в съответствие с единиците SI, тъй като 1 bar е кръгло число в килопаскал. Много учебници запазиха 1 атм извън традицията.

Винаги ли се прилага 22,4 L/mol?

Не. Прилага се само при 273,15 K и 1 atm. При други условия моларният обем е различен. Този калкулатор намира правилния моларен обем за всяко стандартно състояние.

Мога ли да използвам STP преобразуване, ако количеството газ се промени?

Не. Законът за комбинирания газ изисква постоянен брой молове. Ако се добавя или отстранява газ, използвайте закона за идеалния газ.

Водата при STP газ ли е?

Не. При 0 °C водата е твърдо или течно вещество, така че моларният обем на газа не се отнася за водата при STP. Прилага се за истински газове като азот, кислород и въглероден диоксид.

Защо ми е необходимо налягането на парите на водата за газове, събрани над водата?

Газът, събран над вода, е смес от газ и водна пара. Общото налягане е равно на сумата от двете парциални налягания, така че извадете налягането на парите на водата при температурата на събиране, за да получите налягането на сухия газ.

Точен ли е STP калкулаторът за реални газове?

Той е точен за газове, които се държат близко до идеалното, което включва най-често срещаните газове в близост до STP. Газове, които лесно се втечняват, или газове при високо налягане се отклоняват от идеалното поведение.