Калькулятор условий STP

Этот калькулятор STP преобразует объем газа при любом давлении и температуре в стандартную температуру и давление (STP). Введите измеренные вами давление, объем и температуру, выберите определение STP, и инструмент решит V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) с полными шагами. Он также возвращает количество молей газа при STP и позволяет выполнить расчет в обратном порядке: от известного объема STP к объему при других условиях. Он принимает атм, кПа, мм рт.ст., торр, бар и фунты на квадратный дюйм для давления, л, мл и м³ для объема, а также К, °C и °F для температуры и автоматически преобразует температуру в Кельвины.

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

Краткий справочник

Товар	Значение
ИЮПАК СТП (действующий)	273,15 К (0 °C) и 100 кПа (1 бар)
Старый STP (много учебников)	273,15 К (0 °С) и 101,325 кПа (1 атм)
Формула	V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1)
На основе	Комбинированный газовый закон, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Молярный объём по IUPAC STP	22.711 L/mol
Молярный объем при более старом СТП	22.414 L/mol
Требуется температурная шкала	Кельвин (К = °С + 273,15)

Что такое условия STP?

STP означает стандартную температуру и давление. Это фиксированное эталонное состояние, которое позволяет ученым сравнивать объемы, плотности и количества газа, измеренные в разных местах в разные дни. Объем газа мало что значит без его температуры и давления, поскольку одно и то же количество газа занимает совершенно разные объемы в холодной лаборатории и на горячем заводе. STP устраняет эту двусмысленность.

Текущее определение STP IUPAC представляет собой температуру 273,15 K (0 ° C) и абсолютное давление 100 кПа (1 бар). ИЮПАК принял это значение в 1982 году. До этого ИЮПАК определял стандартное давление как 1 атм (101,325 кПа), и во многих учебниках, экзаменах и курсах химии до сих пор используется это старое значение. В обеих версиях используется температура 0 °C, поэтому разница заключается только в давлении.

Поскольку газы подчиняются комбинированному газовому закону, преобразование измеренного объема в STP является прямым применением формулы P1V1/T1 = P2V2/T2, где состояние 2 является стандартным состоянием. Соотношение следует из закона идеального газа и кинетической молекулярной теории и справедливо для фиксированного количества газа.

Почему STP имеет значение

Сравнение объемов газа

Объем при STP отражает количество газа, а не погоду в лаборатории.

Стехиометрия

Задачи реакции часто дают или запрашивают объемы газа на STP, используя молярный объем для связи объема и молей.

Сравнение плотности

Плотности газа сводятся в таблицы STP, поэтому различные газы можно справедливо сравнивать.

Отраслевая отчетность

Поток и хранение газа часто указываются в стандартных объемах, чтобы их количества были сопоставимы.

Сравнение условий STP: STP, NTP, SATP и другие.

Существует несколько «стандартных» состояний. Всегда проверяйте, какой из них требуется для вашего учебника, преподавателя или стандарта.

Стандартный	Температура	Давление	Молярный объем идеального газа
СТП (ИЮПАК, с 1982 г.)	273.15 K (0 °C)	100 кПа (1 бар)	22.711 L/mol
STP (старый ИЮПАК, много учебников)	273.15 K (0 °C)	101,325 кПа (1 атм)	22.414 L/mol
NTP (нормальная температура и давление, NIST)	293.15 K (20 °C)	101,325 кПа (1 атм)	24.055 L/mol
SATP (стандартная температура и давление окружающей среды)	298.15 K (25 °C)	100 кПа (1 бар)	24.790 L/mol
SATP (старше, 1 атм)	298.15 K (25 °C)	101,325 кПа (1 атм)	24.465 L/mol
Уровень моря ISA (международная стандартная атмосфера)	288.15 K (15 °C)	101,325 кПа (1 атм)	23.645 L/mol

💡 Какой из них вам следует использовать? Используйте определение, данное в вашей проблеме или курсе. Если ничего не указано, современный международный стандарт IUPAC STP (273,15 К и 100 кПа) является текущим международным стандартом, но многие классы химии по-прежнему ожидают 273,15 К и 1 атм. Этот калькулятор позволяет вам выбрать любой из них или ввести собственные значения.

Эквивалентные значения стандартного давления

Стандартное давление	банкомат	кПа	мм рт.ст.	бар	пси
Стандарт ИЮПАК (1 бар)	0.98692	100	750.06	1.000	14.504
Старый стандарт (1 атм)	1.00000	101.325	760	1.01325	14.696

Формула преобразования STP

Начнём с комбинированного газового закона:

P1V1 / T1 = P2V2 / T2

Пусть состояние 2 является стандартным состоянием, поэтому P2 = P(STP), T2 = T(STP) и V2 = V(STP). Найдите V(STP):

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

Чтобы пойти другим путем, с известного тома STP на том с другими условиями:

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

Чтобы найти количество газа на СТП:

n = В(СТП) / Вм

где Vm — молярный объем в выбранном стандартном состоянии.

Таблица переменных

Переменная	Значение	Общие единицы
P1	Измеренное давление	атм, кПа, мм рт. ст., торр, бар, фунт/кв. дюйм
V1	Измеренный объем	л, мл, м³
T1	Измеренная температура	K (переводится из °C или °F)
P(STP)	Стандартное давление	100 кПа или 101,325 кПа
T(STP)	Стандартная температура	273.15 K
V(STP)	Объем на STP (неизвестно)	Тот же блок, что и V1
Vm	Молярный объем при STP	л/моль
n	Моль газа	моль

Как использовать этот калькулятор STP

Выберите режим

Выберите «конвертировать в STP» или «конвертировать из STP».

Выберите определение STP

Выберите IUPAC STP (273,15 К, 100 кПа), более старый STP (273,15 К, 1 атм), NTP, SATP или пользовательские значения.

Введите измеренное давление

Введите P1 и выберите атм, кПа, мм рт. ст., торр, бар или фунт на кв. дюйм.

Введите измеренный объем

Введите V1 и выберите л, мл или м³.

Введите измеренную температуру

Введите T1 в К, °C или °F. Инструмент преобразует его в Кельвины.

Нажмите «Рассчитать»

Калькулятор возвращает объем при стандартном давлении и моли газа.

Прочитайте шаги

Проверьте замененное уравнение, чтобы увидеть, как был найден ответ.

Запустите проверку чувств

Газ, измеренный при низком давлении или высокой температуре, должен иметь меньший объем при стандартном давлении, а газ, измеренный при высоком давлении или низкой температуре, должен иметь больший объем.

⚠️ Примечание. Используйте абсолютное давление. Если ваше давление является показанием манометра, сначала добавьте атмосферное давление. Если газ был собран над водой, вычтите давление пара воды перед преобразованием в STP.

Что может рассчитать этот калькулятор?

Объем на STP

Преобразуйте измеренный объем газа в стандартное состояние.

Объем от STP

Преобразуйте известный том STP в том при других условиях.

Кроты в СТП

Найдите количество газа из его объема STP, используя молярный объем.

Плотность газа на СТП

Оцените плотность по молярной массе и молярному объему.

Для решения общей проблемы с неизвестными используйте Combined Gas Law Calculator. Для молей, массы или одного состояния используйте Ideal Gas Law Calculator. Для преобразования температуры используйте Temperature Calculator.

Перегруппированные формулы STP

Все формы возникают в результате перекрестного умножения P1V1/T1 = P(STP)V(STP)/T(STP).

Решить для	Формула
Объем на STP	V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1)
Измеренный объем	V1 = (P(STP) × V(STP) × T1) / (P1 × T(STP))
Измеренное давление	P1 = (P(STP) × V(STP) × T1) / (V1 × T(STP))
Измеренная температура	T1 = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × V(STP))
Кроты в СТП	n = В(СТП) / Вм

Прочтите формулу объема СТП как набор коэффициентов:

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

Умножьте измеренный объем на поправку давления и поправку температуры. Если газ измерялся при более высоком давлении, чем стандартное, первое соотношение больше 1 и объем увеличивается. Если оно было измерено при температуре выше 273,15 К, второе отношение меньше 1 и объем сжимается.

Примеры расчета СТП

Пример 1

Преобразование объема в STP (старое определение, 1 атм)

Problem: Газ занимает 5,00 л при 2,00 атм и 27 °C. Найдите его объем при СТП (273,15 К и 1,00 атм).

Шаг 1: конвертируйте T1 в Кельвины T1 = 27 + 273.15 = 300.15 K

Шаг 2: Напишите формулу V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1)

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

Answer: В(СТП) ≈ 9,10 л

Используя форму соотношения: 5,00 × (2,00 / 1,00) × (273,15 / 300,15) = 5,00 × 2 × 0,910 = 9,10 л. Давление в два раза превышает стандартное, что удваивает объем при STP, а небольшая разница температур немного его подрезает.

Пример 2

Сбор лабораторных газов (мл, мм рт. ст., °C)

Problem: Образец газа занимает 250 мл при 740 мм рт. ст. и 22 °C. Найдите его объем при СТП (273,15 К и 760 мм рт. ст.), затем моли газа.

Шаг 1: конвертируйте T1 в Кельвины T1 = 22 + 273.15 = 295.15 K

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

Шаг 3: Найдите кротов n = V(STP) / Vm = 0,2253 л / 22,414 л/моль

Answer: V(СТП) ≈ 225,3 мл и n ≈ 0,01005 моль.

Единицы мл и мм рт. ст. сохраняются, поскольку в измеренном и стандартном состояниях используются одни и те же единицы. Требуется только преобразование температуры.

Пример 3

ИЮПАК СТП (100 кПа)

Problem: Газ занимает 1,50 л при 150 кПа и 50 °C. Найдите его объем по IUPAC STP (273,15 К и 100 кПа).

Шаг 1: конвертируйте T1 в Кельвины T1 = 50 + 273.15 = 323.15 K

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

Answer: В(СТП) ≈ 1,90 л

Та же проблема при старом стандарте в 1 атм дает 1,88 л, что показывает, почему вы должны использовать стандарт, указанный в вашем курсе.

Пример 4

Преобразование из STP в другие условия

Problem: Газ занимает 10,0 л при STP (273,15 К и 1,00 атм). Какой объем он занимает при 25 °С и давлении 0,900 атм?

Шаг 1: конвертируйте T2 в Кельвины T2 = 25 + 273.15 = 298.15 K

Шаг 2: Напишите формулу V2 = (P(STP) × V(STP) × T2) / (P2 × T(STP))

Шаг 3: Замена V2 = (1.00 × 10.0 × 298.15) / (0.900 × 273.15) = 2981.5 / 245.835

Answer: V2 ≈ 12,13 л

Газ расширяется, потому что давление ниже, а температура выше стандартной.

Пример 5

Кроты и влияние определения STP

Problem: Газ занимает 44,8 л при STP. Сколько молей соответствует каждому определению?

Старая СТП (Vm = 22,414 л/моль) n = 44,8/22,414 = 2,00 моль

IUPAC STP (Vm = 22,711 л/моль) n = 44,8/22,711 = 1,97 моль

Answer: Старая СТП: 2,00 моль | ИЮПАК СТП: 1,97 моль

Два ответа различаются примерно на 1,3%. На экзамене используйте молярный объем, который дает ваш курс. В задачах из учебников, которые дают объем при STP и ожидают чистое целое число родинок, обычно используется 22,4 л/моль.

Молярный объем при STP

Молярный объем идеального газа равен объему одного моля при данных температуре и давлении. Это следует из закона идеального газа Vm = RT/P, где R — газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К), или 8,314 л·кПа/(моль·К)). При одинаковых температуре и давлении один моль любого идеального газа занимает один и тот же объем. Это закон Авогадро, и именно поэтому один моль содержит одинаковое количество частиц (постоянная Авогадро, 6,022 × 10²³), какой бы газ вы ни выбрали.

Состояние	Температура	Давление	Молярный объем
ИЮПАК СТП	273.15 K	100 kPa	22.711 L/mol
Старый СТП	273.15 K	101.325 kPa	22.414 L/mol
НТП	293.15 K	101.325 kPa	24.055 L/mol
SATP (1 бар)	298.15 K	100 kPa	24.790 L/mol
САТП (1 атм)	298.15 K	101.325 kPa	24.465 L/mol

🔬 Константа Лошмидта: при 273,15 К и 101,325 кПа идеальный газ содержит около 2,687 × 10²⁵ молекул на кубический метр. Это называется постоянной Лошмидта и следует из молярного объема и постоянной Авогадро.

Плотность газа на СТП

Если вы знаете молярный объем, из молярной массы вытекает плотность: Плотность = молярная масса / молярный объем Приведенные ниже значения используют 22,414 л/моль (0 °C и 1 атм) и считают каждый газ идеальным.

Газ	Молярная масса (g/mol)	Плотность при 0 °C и 1 атм (г/л)
Водород (H₂)	2.016	0.0899
Гелий (Он)	4.003	0.1786
Азот (N₂)	28.014	1.250
Воздух (средний)	28.97	1.292
Кислород (O₂)	31.998	1.428
Углекислый газ (CO₂)	44.01	1.964

Согласно IUPAC STP (22,711 л/моль), каждая плотность примерно на 1,3% ниже. Например, воздух составляет около 1,275 г/л. Реальные плотности газа незначительно отличаются от этих идеальных значений. Для диоксида углерода измеренная плотность при 0 °C и давлении 1 атм составляет около 1,977 г/л.

Единицы STP и их преобразование

Преобразование представляет собой соотношение, поэтому любая единица давления и любая единица объема работают, если в измеренном и стандартном состояниях используются одни и те же единицы.

Pressure Units

Единица измерения давления	Эквивалент
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

Единица объема	Эквивалент
1 L	1000 mL
1 mL	1 cm³
1 m³	1000 L

Note: Температура должна быть в Кельвинах. Преобразуйте с помощью K = °C + 273,15 или K = (°F − 32) × 5/9 + 273,15. Используйте абсолютное давление, которое равно манометрическому давлению плюс атмосферное давление.

Стандартные объемы в промышленности

За пределами учебных занятий для сопоставимого определения количества газа используются «стандартные» объемы, но исходные условия различаются в зависимости от отрасли и региона.

Обычный кубический метр (Нм³)

Обычно это кубический метр газа при температуре 0 °C и давлении 1,01325 бар, хотя некоторые поставщики используют другие обозначения.

Стандартный кубический метр (См³)

Часто определяется при 15 °C и 1,01325 бар, но определения различаются.

Стандартные кубические футы (SCF) и SCFM

Обычное явление в США для сжатого воздуха и природного газа, часто упоминается как 60 °F и 14,696 фунтов на квадратный дюйм, хотя некоторые поставщики используют 68 °F.

Фактический кубический фут в минуту (ACFM)

Реальный расход в рабочих условиях, который необходимо преобразовать в стандартный расход тем же методом газового закона.

Всегда проверяйте исходные условия в спецификации или контракте поставщика, прежде чем сравнивать стандартные объемы, поскольку два «стандартных» объема могут отличаться на несколько процентов.

Когда вы можете использовать этот калькулятор STP?

Используйте преобразование STP, если выполняются все следующие условия:

Постоянное количество газа

Количество молей остается одинаковым в измеренном и стандартном состояниях.

Тот же образец газа

Вы переводите одну пробу из измеренных условий в эталонное состояние.

Известные условия измерения

Вы знаете давление, объем и температуру.

Абсолютные единицы

Температура указывается в Кельвинах, а давление абсолютное.

Газ

Молярный объем STP относится к газам, а не к жидкостям или твердым веществам.

⚠️ Ограничения: Значения конверсии и молярного объема предполагают поведение идеального газа. Вблизи STP большинство распространенных газов ведут себя близко к идеальным, но газы, которые легко сжижаются, такие как аммиак или диоксид серы, а также газы при высоком давлении отклоняются больше. В этих случаях уравнение Ван-дер-Ваальса или коэффициент сжимаемости (Z) дают лучшие результаты. Также обратите внимание, что вода является жидкостью при 0 ° C, поэтому термин «газ при нормальном давлении» не применяется к водяному пару при этой температуре.

Распространенные ошибки расчета STP

Ошибка	Почему это не удается	Исправить
Использование неправильного определения STP	1 бар и 1 атм отличаются на 1,3%, а 0°C и 25°C сильно отличаются.	Проверьте, какой стандарт требуется для вашего курса или стандарта
Путаница STP с SATP или комнатной температурой.	SATP составляет 25 °C, а не 0 °C.	Подтвердите 273,15 тыс. для STP
Использование °C или °F	Газовые законы требуют абсолютной температуры	Преобразуйте с помощью K = °C + 273,15.
Использование 22,4 л/моль для всех условий.	22,414 л/моль применимо только при 273,15 К и 1 атм.	Используйте молярный объем для выбранного вами стандарта.
Использование манометрического давления	Игнорирует атмосферное давление	Добавьте около 1 атм (14,7 фунтов на квадратный дюйм), чтобы получить абсолютное давление.
Единицы давления смешивания	атм и кПа в одном соотношении дают неверный ответ	Перевести все давления в одну единицу
Игнорирование водяного пара	Газ, собранный над водой, включает давление пара.	Сначала вычтите давление пара воды.
Инвертирование соотношений	Помещает стандартные значения туда, где должны быть измеренные значения	Запишите V(STP) = V1 × (P1 / P(STP)) × (T(STP) / T1)
Применение STP к изменяющемуся количеству газа	Родинки не должны меняться	Используйте закон идеального газа, если газ добавляется или теряется
Округление слишком рано	Небольшие ошибки растут при расчете	Оставьте лишние цифры и округление в конце.

Калькулятор STP по сравнению с другими инструментами газового законодательства

Инструмент	Используйте его, когда
Калькулятор условий STP (эта страница)	Вам нужен объем газа, моли или плотность в стандартном эталонном состоянии.
Калькулятор комбинированного газового закона	Любые два состояния газа, решающие P, V или T.
Калькулятор закона идеального газа	Вам нужны моли, масса или одно состояние (PV = nRT)
Калькулятор давления	Вам нужно конечное давление после изменения объема и температуры.
Калькулятор объема	Вам нужен конечный объем после изменения давления и температуры.
Калькулятор температуры	Вам нужна конечная температура или преобразование в Кельвины, Цельсия и Фаренгейта.
Калькуляторы законов Бойля, Шарля и Гей-Люссака.	Изменяются только две переменные, а третья остается постоянной.

Связанные страницы: 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

Калькулятор STP: часто задаваемые вопросы

Ответы на популярные вопросы о газовых законах, алгебраических формулах и переводе единиц.

Что такое условия СТП?

STP означает стандартную температуру и давление. Текущее определение IUPAC составляет 273,15 К (0 °C) и 100 кПа (1 бар). Во многих учебниках до сих пор используются 273,15 К и 1 атм (101,325 кПа).

Какая температура на СТП?

Температура в STP составляет 273,15 К, что составляет 0 °C или 32 °F.

Какое давление на СТП?

Согласно текущему определению IUPAC, оно составляет 100 кПа (1 бар, около 0,987 атм). Согласно старому определению, оно составляет 101,325 кПа (1 атм, 760 мм рт. ст.).

Каков молярный объем при STP?

Оно составляет 22,711 л/моль при IUPAC STP (273,15 К и 100 кПа) и 22,414 л/моль при 273,15 К и 1 атм. Используйте значение, указанное в вашем курсе.

Как перевести объем газа в STP?

Используйте V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1). Преобразуйте измеренную температуру в Кельвины, используйте соответствующие единицы измерения давления, подставьте значения и решите.

Как найти моли газа на СТП?

Разделите объем при STP на молярный объем. Например, 44,8 л при 273,15 К и 1 атм равно 44,8/22,414, или около 2,00 моль.

В чем разница между STP и NTP?

STP использует 0 °C, а NTP (по определению NIST) — 20 °C и 1 атм. Молярный объем у NTP составляет около 24,055 л/моль по сравнению с примерно 22,4 л/моль у более старых STP.

В чем разница между STP и SATP?

STP использует 273,15 К (0 °C), а SATP — 298,15 К (25 °C). SATP ближе к нормальным лабораторным условиям, и его молярный объем составляет около 24,79 л/моль при 100 кПа.

Почему ИЮПАК изменил давление СТП с 1 атм до 100 кПа?

В 1982 году ИЮПАК изменил стандартное давление на 100 кПа (1 бар), чтобы привести его в соответствие с единицами системы СИ, поскольку 1 бар — это круглое число в килопаскалях. Во многих учебниках по традиции оставлено 1 атм.

Всегда ли применимо значение 22,4 л/моль?

Нет. Это применимо только при 273,15 К и 1 атм. В других условиях молярный объем отличается. Этот калькулятор находит правильный молярный объем для любого стандартного состояния.

Могу ли я использовать преобразование STP, если количество газа изменится?

Нет. Комбинированный газовый закон требует постоянного количества молей. Если газ добавляется или удаляется, используйте закон идеального газа.

Является ли вода на СТП газом?

Нет. При 0 °C вода находится в твердом или жидком состоянии, поэтому молярный объем газа не применим к воде при STP. Это относится к истинным газам, таким как азот, кислород и углекислый газ.

Зачем мне нужно давление пара воды для газов, собранных над водой?

Газ, собранный над водой, представляет собой смесь газа и водяного пара. Общее давление равно сумме обоих парциальных давлений, поэтому вычтите давление пара воды при температуре сбора, чтобы получить давление сухого газа.

Точен ли калькулятор STP для реальных газов?

Он точен для газов, поведение которых близко к идеальному, включая наиболее распространенные газы вблизи STP. Газы, которые легко сжижаются, или газы при высоком давлении отклоняются от идеального поведения.