Avaa päävalikko
Tämä artikkeli käsittelee lämpötilan ja paineen standardiolosuhteita. Tietoliikenneprotokollaa käsittelee artikkeli NTP (tietotekniikka)

NTP (engl. normal temperature and pressure) on kemiassa ja fysiikassa käytetty normaalilämpötila ja -paine. Määritelmää käytetään dokumentoitaessa erilaisia fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja ja mittauksia.

NIST määrittelee NTP-olosuhteet seuraavasti:

Muiden kansainvälisten järjestöjen määritelmät termodynaamisille standarditiloille ovat erilaisia. Esimerkiksi IUPAC käyttää STP-standardissaan lämpötilaa 0 °C (273,15 K) ja painetta 100 kPa. Lisäksi IUPACin määritelmä on muuttunut aikojen saatossa: ennen vuotta 1982 ilmanpaineen normaaliarvona käytettiin hieman nykyistä korkeampaa arvoa 101 325 Pa.[1] Siksi onkin paras aina mainita selkeästi mitä lämpötilaa ja painetta tarkoitetaan. NIST puolestaan käyttää standardissaan lämpötilalle arvoa 20 °C (293,15 K) ja paineelle 101,325 kPa (1 ATM, ilmakehän absoluuttinen paine, merenpinnan taso).

Teollisuudessa ja kaupankäynnissä NTP-olosuhteet ovat usein välttämättömiä, jotta esim. kaasujen ja nesteiden tilavuudet ja vastaavat ominaisuudet voidaan ilmaista oikein. Kuitenkin monissa teknisissä julkaisuissa mainitaan yksinkertaisesti vain vakio-olosuhteet määrittelemättä niitä, mikä johtaa helposti sekaannuksiin ja virheisiin. Hyvä käytäntö on, että lämpötilan ja paineen vertailuolosuhteet on aina ilmoitettu.

MääritelmätMuokkaa

Aikaisemmat määritelmätMuokkaa

Ennen vuotta 1918 monet metristä järjestelmää käyttävät ammattilaiset ja tutkijat määrittelivät lämpötilan ja paineen vertailuolosuhteet kaasun tilavuudelle 15 °C (288,15 K) lämpötilassa ja 101,325 kPa (1 ATM) paineessa. Näiden samojen vuosien aikana yleisimmin käytetyt standardiolosuhteet brittiläistä tai yhdysvaltalaista yksikköjärjestelmää käyttäville olivat 60 °F (15,56 °C, 288,17 K) lämpötila ja 14,696 psi (1 ATM, 101,325 kPa) paine, koska niitä käytettiin lähes maailmanlaajuisesti öljy- ja kaasuteollisuudessa. [2]

Nykyiset määritelmätMuokkaa

Monia erilaisia vakiovertailuolosuhteiden määritelmiä käytetään nykyään joka puolella maailmaa. Alla olevaan taulukkoon on listattu niistä osa.

Maakaasuyhtiöt Euroopassa, Australiassa ja Etelä-Amerikassa ovat omaksuneet 15 °C (59 °F) lämpötilan ja 101,325 kPa (1 ATM) paineen käyttöönsä ja pitävät niitä kaasutilavuuden vakiovertailuolosuhteina vakioluokan kuutiometrin määrityksessä. Vakioluokan kuutiometri on kaasun kuutiometrin (m3) tilavuus 20 °C lämpötilassa ja 1 ATM paineessa. [3][4][5] Myös ISO, EPA ja NIST antavat useamman kuin yhden määritelmän vakiovertailuolosuhteille niiden omissa standardeissa ja säännöksissä.

Lämpötila (°C) Lämpötila (°F) Paine (kPa) Paine (mmHg) Paine (psi) Paine (inHg) Suhteellinen kosteus (%) Julkaisu
0 32 100,000 750,06 14,5038 29,530 IUPAC (STP) 1982 lähtien [6]
0 32 101,325 760,00 14,6959 29,921 NIST[7], ISO 10780[8], aikaisemmin IUPAC (STP) 1982 saakka [6]
15 59 101,325 760,00 14,6959 29,921 0[2][10] ICAO's ISA[9], ISO 13443[1], EEA, EGIA (SI määritelmä) [10]
20 68 101,325 760,00 14,6959 29,921 EPA, NIST [11]. Kutsutaan myös NTP:ksi, normaalilämpötila ja -paine.[12]
22 72 101,325 760,00 14,6959 29,921 20–80 American Association of Physicists in Medicine[13]
25 77 100,000 750,06 14,5038 29,530 IUPAC (SATP)
25 77 101,325 760,00 14,6959 29,921 EPA[14]
20 68 100,000 750,06 14,5038 29,530 0 CAGI[15]
15 59 100,000 750,06 14,5038 29,530 SPE
20 68 101,3 760 14,69 29,9 50 ISO 5011[16]
20 68 101,33 760,0 14,696 29,92 0 GOST 2939-63
16 60 101,33 760,0 14,696 29,92 SPE, U.S. OSHA[17], SCAQMD[18]
16 60 101,6 762 14,73 30,0 EGIA (Imperial System Definition)[10]
16 60 101 760 14,7 30 U.S. DOT (SCF)[19]
15 59 99,99 750,0 14,503 29,53 78 U.S. Army Standard Metro
15 59 101,33 760,0 14,696 29,92 60 ISO 2314[20], ISO 3977-2[21]

ISAMuokkaa

Kansainvälinen standardi-ilmakehä (International Standard Atmosphere, ISA) on ICAOn määrittelemä keskimääräisiin maan keskileveysasteiden olosuhteisiin perustuva ilmakehämalli. ISA määrittelee vakiopaineen, -lämpötilan ja -ilmankosteuden seuraavasti:

p = 101,325 kPa

T = 15 °C (288,15 K)

ilmankosteus 0 %[22]

Vakio laboratorio-olosuhteetMuokkaa

Yhdysvalloissa ja muissa maissa, missä käytetään yleisesti STP-tilaa, käytetään myös niin kutsuttua vakio laboratorio-olosuhdetta. Tämän termin käyttö perustuu STP-tilan määrittelemän standardilämpötilan ja -paineen merkittävään poikkeamaan varsinaisesta laboratoriolämpötilasta (esimerkiksi 0 °C vs. laboratoriossa ~25 °C). Vakio laboratorio-olosuhde on kuitenkin maantieteellisesti sidonnainen, sillä eri puolilla maailmaa on muun muassa erilaiset ilmastot.

Maissa, joissa käytetään yleisesti NTP-olosuhdetta (T=20 °C), niin vastaavaa “vakiota” laboratorio-olosuhteille ei ole.

LähteetMuokkaa

  1. a b IUPAC. Standard Pressure. Gold Book. goldbook.iupac.org. Viitattu 12.5.2012.
  2. Doiron T.: 20 °C – A Short History of the Standard Reference Temperature for Industrial Dimensional Measurements. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2007. National Institute of Standards and Technology (NIST).
  3. Gassco: Concepts – Standard cubic meter (Scm). gassco.no. 2007.
  4. Nord Stream AG: PROJECT INFORMATION – Status of the Nord Stream pipeline route in the Baltic Sea. nord-stream.com. 2007.
  5. Metrogas Inc: NATURAL GAS PURCHASE AND SALE AGREEMENT. secinfo.com. 2004.
  6. a b STP Gold Book. 1997. IUPAC.
  7. NIST Standard Reference Database 124 – Stopping-Power and Range Tables for Electrons, Protons, and Helium Ions. 2010. National Institute of Standards and Technology (NIST).
  8. ISO 10780:1994. Stationary source emissions – Measurement of velocity and volyme flowrate of gas streams in ducts. 3.painos. Sveitsi. 1994. Kansainvälinen standardisoimisjärjestö ISO.
  9. Weast R.: Handbook of Physics and Chemistry. CRC Press, 1975.
  10. a b SOR/86-313. Electricity and Gas Inspection Regulations. 2004. Department of Justice, Canada.
  11. Wright, J. Johnson, A. Moldover, M.: Design and Uncertainty for a PVTt Gas Flow Standard. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2003. National Institute of Standards and Technology (NIST)..
  12. Wright, J. Johnson, A. Moldover, M.: Design and Uncertainty for a PVTt Gas Flow Standard. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology.. 2003. National Institute of Standards and Technology (NIST)..
  13. AAPM's TG-51 protocol for clinical reference dosimetry of high-energy photon and electron beams. Medical Physics – lehti 1853 s. 1999. American Association of Physicist in Medicine.
  14. U.S. Environmental Protection Agency (EPA): Compendium Method IO-2.4 - CALCULATIONS FOR STANDARD VOLUME .epa.gov. 1999.
  15. Compressed Air & Gas Institute (CAGI): Glossary cagi.org. N.d.
  16. ISO: 5011:2014(E). Inlet air cleaning ewuipment for internal combustion engines and compressors – Performance testing. 2014. Kansainvälinen standardisoimisjärjestö ISO.
  17. Electronic Code of Federal Regulations - Storage and handing of liquefied petroleum gases 1993. Occupational Safety and Health Administration.
  18. Rule 102. Definition of Terms 2014. South Coast Air Quality Management District (SCAQMD).
  19. §171.8 Definitions and abbreviations 2019. Electronic Code of Federal Regulations.
  20. ISO: 2314. Gas turbines – Acceptance tests 2009. Kansainvälinen standardisoimisjärjestö ISO.
  21. ISO 3977-2:1997.Gas turbines – Procurement 1997. Kansainvälinen standardisoimisjärjestö ISO.
  22. STP - Standard Temperature and Pressure & NTP - Normal Temperature and Pressure The Engineering ToolBox.

Aiheesta muuallaMuokkaa

Tämä kemiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.