STP 조건 계산기
이 STP 계산기는 모든 압력 및 온도의 가스 부피를 표준 온도 및 압력(STP)으로 변환합니다. 측정한 압력, 부피 및 온도를 입력하고 STP 정의를 선택하면 도구가 전체 단계로 V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1)을 해결합니다. 또한 STP에서 가스의 몰수를 반환하고 알려진 STP 볼륨에서 다른 조건의 볼륨까지 역으로 계산을 실행할 수 있습니다. 압력은 atm, kPa, mmHg, torr, bar, psi, 부피는 L, mL, m3, 온도는 K, °C, °F를 허용하며 온도를 켈빈으로 자동 변환합니다.
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
이 STP 계산기는 모든 압력 및 온도의 가스 부피를 표준 온도 및 압력(STP)으로 변환합니다. 측정한 압력, 부피 및 온도를 입력하고 STP 정의를 선택하면 도구가 전체 단계로 V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1)을 해결합니다. 또한 STP에서 가스의 몰수를 반환하고 알려진 STP 볼륨에서 다른 조건의 볼륨까지 역으로 계산을 실행할 수 있습니다. 압력은 atm, kPa, mmHg, torr, bar, psi, 부피는 L, mL, m3, 온도는 K, °C, °F를 허용하며 온도를 켈빈으로 자동 변환합니다.
빠른 참조
| 품목 | 가치 |
|---|---|
| IUPAC STP(현재) | 273.15K(0°C) 및 100kPa(1bar) |
| 이전 STP(많은 교과서) | 273.15K(0°C) 및 101.325kPa(1atm) |
| 공식 | V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) |
| 기반 | 결합된 기체 법칙, P1V1/T1 = P2V2/T2 |
| IUPAC STP에서의 몰량 | 22.711 L/mol |
| 이전 STP의 몰 부피 | 22.414 L/mol |
| 필요한 온도 눈금 | 켈빈(K = °C + 273.15) |
STP 조건은 무엇입니까?
STP는 표준 온도 및 압력을 나타냅니다. 이는 과학자들이 서로 다른 날짜에 서로 다른 장소에서 측정한 가스량, 밀도 및 양을 비교할 수 있는 고정된 기준 상태입니다. 동일한 양의 가스가 차가운 실험실과 뜨거운 공장에서 매우 다른 부피를 차지하기 때문에 가스 부피는 온도와 압력 없이는 거의 의미가 없습니다. STP는 이러한 모호성을 제거합니다.
STP의 현재 IUPAC 정의는 온도 273.15K(0°C) 및 절대 압력 100kPa(1bar)입니다. IUPAC는 1982년에 이를 채택했습니다. 그 전에 IUPAC는 표준 압력을 1atm(101.325kPa)으로 정의했으며 많은 교과서, 시험 및 화학 강좌에서는 여전히 이전 값을 사용합니다. 두 버전 모두 0°C를 사용하므로 차이점은 압력뿐입니다.
가스는 결합된 가스 법칙을 따르기 때문에 측정된 부피를 STP로 변환하는 것은 P1V1/T1 = P2V2/T2를 직접 적용하는 것입니다. 여기서 상태 2는 표준 상태입니다. 이 관계는 이상기체 법칙과 분자운동론에 기초하며 고정된 양의 기체에 대해 유지됩니다.
STP가 중요한 이유
가스량 비교
STP의 부피는 실험실의 날씨가 아닌 가스의 양을 반영합니다.
화학량론
반응 문제는 부피와 몰을 연결하기 위해 몰 부피를 사용하여 STP에서 기체 부피를 제공하거나 요구하는 경우가 많습니다.
밀도 비교
가스 밀도는 STP에서 표로 작성되므로 다양한 가스를 공정하게 비교할 수 있습니다.
업계 보고
가스 흐름과 저장량은 수량을 비교할 수 있도록 표준 부피로 보고되는 경우가 많습니다.
STP 조건 비교: STP, NTP, SATP 및 기타
여러 "표준" 상태가 존재합니다. 항상 교과서, 강사 또는 표준에 필요한 것이 무엇인지 확인하십시오.
| 기준 | 온도 | 압력 | 이상기체의 몰 부피 |
|---|---|---|---|
| STP(IUPAC, 1982년부터) | 273.15 K (0 °C) | 100kPa(1바) | 22.711 L/mol |
| STP(구 IUPAC, 많은 교과서) | 273.15 K (0 °C) | 101.325kPa(1기압) | 22.414 L/mol |
| NTP(정상 온도 및 압력, NIST) | 293.15 K (20 °C) | 101.325kPa(1기압) | 24.055 L/mol |
| SATP(표준 주변 온도 및 압력) | 298.15 K (25 °C) | 100kPa(1바) | 24.790 L/mol |
| SATP(이전, 1atm) | 298.15 K (25 °C) | 101.325kPa(1기압) | 24.465 L/mol |
| ISA 해수면(국제표준대기) | 288.15 K (15 °C) | 101.325kPa(1기압) | 23.645 L/mol |
표준압력의 등가치
| 표준압력 | ATM | kPa | mmHg | 바 | psi |
|---|---|---|---|---|---|
| IUPAC 표준(1bar) | 0.98692 | 100 | 750.06 | 1.000 | 14.504 |
| 이전 표준(1atm) | 1.00000 | 101.325 | 760 | 1.01325 | 14.696 |
STP 변환 공식
결합된 기체 법칙으로 시작하십시오.
상태 2를 표준 상태로 두십시오. 따라서 P2 = P(STP), T2 = T(STP), V2 = V(STP)입니다. V(STP)에 대해 해결:
알려진 STP 볼륨에서 다른 조건의 볼륨으로 다른 방향으로 가려면 다음을 수행하십시오.
STP에서 가스의 양을 찾으려면:
여기서 Vm은 선택한 표준 상태의 몰 부피입니다.
변수 테이블
| 변수 | 의미 | 공통 단위 |
|---|---|---|
| P1 | 측정된 압력 | atm, kPa, mmHg, torr, bar, psi |
| V1 | 측정량 | L, mL, m³ |
| T1 | 측정된 온도 | K(°C 또는 °F로 변환) |
| P(STP) | 표준압력 | 100kPa 또는 101.325kPa |
| T(STP) | 표준온도 | 273.15 K |
| V(STP) | STP의 볼륨(알 수 없음) | V1과 동일한 단위 |
| Vm | STP에서의 몰 부피 | L/몰 |
| n | 가스의 몰수 | 몰 |
이 STP 계산기를 사용하는 방법
모드를 선택하세요
"STP로 변환" 또는 "STP에서 변환"을 선택합니다.
STP 정의 선택
IUPAC STP(273.15K, 100kPa), 이전 STP(273.15K, 1atm), NTP, SATP 또는 사용자 정의 값을 선택합니다.
측정된 압력을 입력하세요.
P1을 입력하고 atm, kPa, mmHg, torr, bar 또는 psi를 선택합니다.
측정된 부피를 입력하세요.
V1을 입력하고 L, mL 또는 m³를 선택합니다.
측정된 온도를 입력하세요
K, °C 또는 °F 단위로 T1을 입력합니다. 도구는 이를 켈빈으로 변환합니다.
계산을 클릭하세요
계산기는 STP에서의 부피와 기체의 몰수를 반환합니다.
단계 읽기
대체 방정식을 확인하여 답을 어떻게 찾았는지 확인하세요.
감지 검사 실행
낮은 압력이나 높은 온도에서 측정된 가스는 STP에서 더 작은 부피를 가져야 하고, 높은 압력이나 낮은 온도에서 측정된 가스는 더 큰 부피를 가져야 합니다.
이 계산기는 무엇을 계산할 수 있나요?
STP의 볼륨
측정된 가스량을 표준상태로 변환합니다.
STP의 볼륨
알려진 STP 볼륨을 다른 조건의 볼륨으로 변환합니다.
STP의 두더지
몰 부피를 사용하여 STP 부피에서 가스의 양을 구합니다.
STP에서의 가스 밀도
몰 질량과 몰 부피로부터 밀도를 추정합니다.
알 수 없는 일반적인 문제의 경우 __LNK0___을(를) 사용하세요. 두더지, 질량 또는 단일 상태의 경우 Ideal Gas Law Calculator을 사용합니다. 온도 변환을 위해서는 __LNK2___를 사용하세요.
STP 재배열 공식
모든 형태는 교차 곱셈 P1V1/T1 = P(STP)V(STP)/T(STP)에서 나옵니다.
| 해결 대상 | 공식 |
|---|---|
| STP의 볼륨 | V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) |
| 측정량 | V1 = (P(STP) × V(STP) × T1) / (P1 × T(STP)) |
| 측정된 압력 | P1 = (P(STP) × V(STP) × T1) / (V1 × T(STP)) |
| 측정된 온도 | T1 = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × V(STP)) |
| STP의 두더지 | n = V(STP) / Vm |
일련의 비율로 STP 볼륨 공식을 읽으십시오.
측정된 부피에 압력 보정과 온도 보정을 곱합니다. 표준보다 높은 압력에서 가스를 측정한 경우 첫 번째 비율이 1을 초과하고 부피가 증가합니다. 273.15K보다 높은 온도에서 측정하면 두 번째 비율이 1 미만이 되어 부피가 줄어듭니다.
STP 계산 예
볼륨을 STP(이전 정의, 1atm)로 변환
Problem: 기체는 2.00 atm, 27 °C에서 5.00 L를 차지합니다. STP(273.15K 및 1.00atm)에서 부피를 구합니다.
비율 형식 사용: 5.00 × (2.00 / 1.00) × (273.15 / 300.15) = 5.00 × 2 × 0.910 = 9.10 L. 압력은 표준의 두 배로 STP에서 부피가 두 배로 늘어나고 작은 온도 차이로 인해 약간 줄어듭니다.
실험실 가스 수집(mL, mmHg, °C)
Problem: 가스 샘플은 740mmHg 및 22°C에서 250mL를 차지합니다. STP(273.15K 및 760mmHg)에서 부피를 구한 다음 기체의 몰수를 구합니다.
측정된 상태와 표준 상태가 동일한 단위를 사용하기 때문에 mL 및 mmHg 단위가 사용됩니다. 온도만 변환하면 됩니다.
IUPAC STP(100kPa)
Problem: 가스는 150kPa, 50°C에서 1.50L를 차지합니다. IUPAC STP(273.15K 및 100kPa)에서 부피를 구합니다.
이전 1atm 표준에서 동일한 문제는 1.88L를 제공하며, 이는 코스에서 지정하는 표준을 사용해야 하는 이유를 보여줍니다.
STP에서 다른 조건으로 변환
Problem: 가스는 STP(273.15K 및 1.00atm)에서 10.0L를 차지합니다. 25 °C, 0.900 atm에서 차지하는 부피는 얼마입니까?
표준보다 압력이 낮고 온도가 높기 때문에 가스가 팽창합니다.
두더지와 STP 정의의 효과
Problem: STP에서 가스는 44.8L를 차지합니다. 각 정의는 몇 몰입니까?
두 답변은 약 1.3% 정도 차이가 난다. 시험에서는 코스에서 제공하는 몰량을 사용하십시오. STP에서 부피를 제공하고 깨끗한 정수 몰 수를 기대하는 교과서 문제는 일반적으로 22.4 L/mol을 사용합니다.
STP에서의 몰량
이상기체의 몰부피는 주어진 온도와 압력에서 1몰의 부피입니다. 이는 이상 기체 법칙 Vm = RT / P에 따릅니다. 여기서 R은 기체 상수(8.314 J/(mol·K) 또는 8.314 L·kPa/(mol·K))입니다. 동일한 온도와 압력에서 이상기체 1몰은 동일한 부피를 차지합니다. 이것이 아보가드로의 법칙이며, 어떤 기체를 선택하든 1몰이 동일한 수의 입자(아보가드로 상수, 6.022 × 10²³)를 유지하는 이유입니다.
| 상태 | 온도 | 압력 | 몰량 |
|---|---|---|---|
| IUPAC STP | 273.15 K | 100 kPa | 22.711 L/mol |
| 이전 STP | 273.15 K | 101.325 kPa | 22.414 L/mol |
| NTP | 293.15 K | 101.325 kPa | 24.055 L/mol |
| SATP(1바) | 298.15 K | 100 kPa | 24.790 L/mol |
| SATP(1기압) | 298.15 K | 101.325 kPa | 24.465 L/mol |
STP에서의 가스 밀도
몰 부피를 알면 밀도는 몰 질량에 따라 결정됩니다. 밀도 = 몰 질량 / 몰 부피 아래 값은 22.414 L/mol(0 °C 및 1 atm)을 사용하며 각 가스를 이상적으로 취급합니다.
| 가스 | 몰 질량 (g/mol) | 0°C 및 1atm에서의 밀도(g/L) |
|---|---|---|
| 수소(H2) | 2.016 | 0.0899 |
| 헬륨(He) | 4.003 | 0.1786 |
| 질소(N2) | 28.014 | 1.250 |
| 공기(평균) | 28.97 | 1.292 |
| 산소(O₂) | 31.998 | 1.428 |
| 이산화탄소(CO₂) | 44.01 | 1.964 |
STP 단위 및 변환
변환은 비율이므로 측정된 상태와 표준 상태가 동일한 것을 사용하는 경우 모든 압력 단위와 부피 단위가 작동합니다.
Pressure Units
| 압력 단위 | 동등한 |
|---|---|
| 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
| 부피 단위 | 동등한 |
|---|---|
| 1 L | 1000 mL |
| 1 mL | 1 cm³ |
| 1 m³ | 1000 L |
업계 표준 볼륨
강의실 밖에서는 유사한 방식으로 가스 양을 보고하기 위해 "표준" 부피가 사용되지만 참조 조건은 산업 및 지역에 따라 다릅니다.
일반 입방미터(Nm³)
일반적으로 0°C 및 1.01325bar에서 가스 1입방미터이지만 일부 공급업체에서는 다른 기준을 사용합니다.
표준 입방미터(Sm³)
종종 15°C 및 1.01325bar로 정의되지만 정의는 다양합니다.
표준입방피트(scf) 및 SCFM
미국에서는 압축 공기 및 천연 가스에 대해 흔히 사용되며, 종종 60°F 및 14.696psi를 참조하지만 일부 공급업체에서는 68°F를 사용합니다.
분당 실제 입방피트(ACFM)
동일한 가스 법칙 방법을 사용하여 표준 유량으로 변환해야 하는 작동 조건에서의 실제 유량입니다.
이 STP 계산기는 언제 사용할 수 있나요?
다음 사항이 모두 참인 경우 STP 변환을 사용하십시오.
일정한 양의 가스
두더지 수는 측정된 상태와 표준 상태 간에 동일하게 유지됩니다.
동일한 가스 샘플
측정된 조건에서 하나의 샘플을 기준 상태로 변환합니다.
알려진 측정 조건
압력, 부피, 온도를 알고 있습니다.
절대 단위
온도는 켈빈 단위이고 압력은 절대값입니다.
가스
STP 몰 부피는 액체나 고체가 아닌 기체에 적용됩니다.
일반적인 STP 계산 실수
| 실수 | 실패하는 이유 | 수정 |
|---|---|---|
| 잘못된 STP 정의 사용 | 1bar와 1atm은 1.3% 차이가 나고, 0°C와 25°C는 많이 다릅니다. | 귀하의 코스 또는 표준에 필요한 표준을 확인하십시오. |
| STP와 SATP 또는 실온을 혼동함 | SATP는 0°C가 아니라 25°C입니다. | STP의 경우 273.15K 확인 |
| °C 또는 °F 사용 | 가스 법칙에는 절대 온도가 필요합니다 | K = °C + 273.15로 변환 |
| 모든 조건에 22.4 L/mol 사용 | 22.414 L/mol은 273.15 K 및 1 atm에서만 적용됩니다. | 선택한 표준에 대한 몰 부피를 사용하십시오. |
| 게이지 압력 사용 | 대기압을 무시합니다. | 절대값을 얻으려면 약 1atm(14.7psi)을 추가하세요. |
| 혼합 압력 단위 | atm과 kPa가 동일한 비율로 잘못된 답을 제공합니다. | 모든 압력을 하나의 단위로 변환 |
| 수증기 무시 | 물 위에 수집된 가스에는 증기압이 포함됩니다. | 먼저 물의 증기압을 뺍니다. |
| 비율 반전 | 측정된 값이 속한 곳에 표준값을 입력합니다. | V(STP) = V1 × (P1 / P(STP)) × (T(STP) / T1) 쓰기 |
| 변화하는 가스량에 STP 적용 | 두더지는 변하지 않아야 합니다 | 기체가 추가되거나 손실되면 이상기체 법칙을 사용하세요. |
| 너무 일찍 반올림됨 | 계산을 통해 작은 오류가 늘어납니다. | 여분의 숫자를 유지하고 끝 부분을 둥글게 만듭니다. |
STP 계산기와 기타 가스 법률 도구 비교
| 도구 | 언제 사용하세요 |
|---|---|
| STP 조건 계산기(이 페이지) | 표준 기준 상태에서 기체 부피, 몰 또는 밀도가 필요합니다. |
| 결합 가스 법칙 계산기 | P, V 또는 T를 해결하는 가스의 두 가지 상태 |
| 이상기체 법칙 계산기 | 두더지, 질량 또는 단일 상태(PV = nRT)가 필요합니다. |
| 압력 계산기 | 부피와 온도 변화 후 최종 압력이 필요합니다. |
| 부피 계산기 | 압력과 온도 변화 후 최종 부피가 필요합니다. |
| 온도 계산기 | 최종 온도 또는 켈빈, 섭씨, 화씨 변환이 필요합니다. |
| 보일, 샤를, 게이뤼삭의 법칙 계산기 | 두 변수만 변하고 세 번째 변수는 일정합니다. |
STP 계산기 FAQ
기체 법칙, 수식 유도 및 열역학 단위 변환에 관한 주요 질문과 답변입니다.
STP 조건은 무엇입니까?
STP는 표준 온도 및 압력을 나타냅니다. 현재 IUPAC 정의는 273.15K(0°C) 및 100kPa(1bar)입니다. 많은 교과서에서는 여전히 273.15K와 1atm(101.325kPa)을 사용합니다.
STP의 온도는 어떻습니까?
STP의 온도는 273.15K, 즉 0°C 또는 32°F입니다.
STP의 압력은 얼마입니까?
현재 IUPAC 정의에 따르면 100kPa(1bar, 약 0.987atm)입니다. 이전 정의에서는 101.325kPa(1atm, 760mmHg)입니다.
STP의 몰 부피는 얼마입니까?
IUPAC STP(273.15K 및 100kPa)에서는 22.711L/mol이고 273.15K 및 1atm에서는 22.414L/mol입니다. 코스에서 지정하는 값을 사용하세요.
가스량을 STP로 어떻게 변환합니까?
V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1)을 사용합니다. 측정된 온도를 켈빈으로 변환하고, 일치하는 압력 단위를 사용하고, 값을 대체하고 문제를 해결합니다.
STP에서 가스의 몰수는 어떻게 찾나요?
STP의 부피를 몰 부피로 나눕니다. 예를 들어, 273.15 K 및 1 atm에서 44.8 L은 44.8 / 22.414 또는 약 2.00 mol과 같습니다.
STP와 NTP의 차이점은 무엇입니까?
STP는 0°C를 사용하는 반면 NTP(NIST 정의)는 20°C 및 1atm을 사용합니다. NTP의 몰 부피는 약 24.055L/mol인데 비해 이전 STP의 몰 부피는 약 22.4L/mol입니다.
STP와 SATP의 차이점은 무엇입니까?
STP는 273.15K(0°C)를 사용하고 SATP는 298.15K(25°C)를 사용합니다. SATP는 일반적인 실험실 조건에 더 가깝고 몰 부피는 100kPa에서 약 24.79L/mol입니다.
IUPAC가 STP 압력을 1atm에서 100kPa로 변경한 이유는 무엇입니까?
IUPAC는 SI 단위에 맞추기 위해 1982년에 표준 압력을 100kPa(1bar)로 변경했습니다. 1bar는 킬로파스칼 단위의 어림수이기 때문입니다. 많은 교과서에서는 1atm을 전통에서 벗어났습니다.
22.4 L/mol이 항상 적용됩니까?
아니요. 273.15K 및 1atm에서만 적용됩니다. 다른 조건에서는 몰 부피가 다릅니다. 이 계산기는 모든 표준 상태에 대한 정확한 몰량을 찾습니다.
가스량이 변하면 STP 변환을 사용할 수 있나요?
아니요. 결합된 기체 법칙에서는 일정한 몰수가 필요합니다. 기체를 추가하거나 제거하는 경우 이상기체 법칙을 사용합니다.
STP의 물은 가스인가요?
아니요. 0°C에서 물은 고체이거나 액체이므로 기체 몰 부피는 STP의 물에 적용되지 않습니다. 이는 질소, 산소 및 이산화탄소와 같은 실제 가스에 적용됩니다.
물 위에 수집된 가스에 대해 물의 증기압이 필요한 이유는 무엇입니까?
물 위에 수집된 가스는 가스와 수증기의 혼합물입니다. 총 압력은 두 부분 압력의 합과 같으므로 수집 온도에서 물의 증기압을 빼서 건조 가스의 압력을 구합니다.
STP 계산기는 실제 가스에 대해 정확합니까?
이는 STP 근처의 가장 일반적인 가스를 포함하여 이상에 가깝게 행동하는 가스에 대해 정확합니다. 쉽게 액화되는 가스나 고압의 가스는 이상적인 거동에서 벗어납니다.