मानक ताप एवं दाब

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Not to be confused with मानक समुद्री स्तर की स्थिति or मानक अवस्था.

मानक तापमान और दबाव (एसटीपी) डेटा के विभिन्न सेटों के बीच तुलना करने की अनुमति देने के लिए स्थापित किए जाने वाले प्रायोगिक मापन के लिए शर्तों के विधि मानक सेट हैं। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले मानक शुद्ध और व्यावहारिक रसायन के अंतर्राष्ट्रीय संघ (आईयूपीएसी) और मानक और प्रौद्योगिकी का राष्ट्रीय संस्थान (एनआईएसटी) के हैं, चूंकि ये सार्वभौमिक रूप से स्वीकृत मानक नहीं हैं। अन्य संगठनों ने अपनी मानक संदर्भ स्थितियों के लिए कई वैकल्पिक परिभाषाएँ स्थापित की हैं।

रसायन विज्ञान में, आईयूपीएसी ने 1982 में मानक तापमान और दबाव की अपनी परिभाषा को बदल दिया:[1][2] * 1982 तक, एसटीपी को 273.15 केल्विन (0डिग्री सेल्सियस, 32डिग्री फारेनहाइट) के तापमान और ठीक 1 वातावरण (इकाई) (101.325 पास्कल (इकाई)) के पूर्ण दबाव के रूप में परिभाषित किया गया था।

  • 1982 से, एसटीपी को 273.15 केल्विन (0डिग्री सेल्सियस, 32डिग्री फारेनहाइट) के तापमान और ठीक 10 के पूर्ण दबाव के रूप में परिभाषित किया गया है5 पास्कल (यूनिट) (100 किलोपास्कल, 1 बार (इकाई)) ।

प्रतिक्रिया की गिब्स मुक्त ऊर्जा के थर्मोडायनामिक मूल्यांकन में सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले मानक राज्य के साथ एसटीपी को भ्रमित नहीं होना चाहिए।

राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान 20डिग्री सेल्सियस (293.15 केल्विन, 68 F) के तापमान और 1 एटीएम (14.696 psi, 101.325 किलोपास्कल) के पूर्ण दबाव का उपयोग करता है।[3] इस मानक को सामान्य तापमान और दबाव (एनटीपी के रूप में संक्षिप्त) भी कहा जाता है। चूंकि, थर्मोडायनामिक प्रयोगों के लिए एनआईएसटी द्वारा उपयोग किया जाने वाला सामान्य तापमान और दबाव 298.15 केल्विन (25 डिग्री सेल्सीयस , 77 डिग्री फ़ारेनहाइट) और 1 बार (यूनिट) (14.5038 पाउंड प्रति वर्ग इंच, 100 पास्कल (यूनिट) | केपीए) है।[4][5] एनआईएसटी परिष्कृत पेट्रोलियम उत्पादों के तापमान मुआवजे के लिए 15 डिग्री सेल्सियस (60 डिग्री फारेनहाइट) का भी उपयोग करता है, यह ध्यान देने के अतिरिक्त कि ये दो मूल्य एक-दूसरे के अनुरूप नहीं हैं।[6]

प्राकृतिक गैस और इसी तरह के तरल पदार्थों के लिए अंतर्राष्ट्रीय मानक मीट्रिक शर्तें हैं 288.15 K (15.00 °C; 59.00 °F) और 101.325 केपीए।[7]

उद्योग (विनिर्माण) और वाणिज्य में, तापमान और दबाव के लिए मानक स्थितियां अधिकांश गैसों और तरल पदार्थों की मात्रा और संबंधित मात्राओं को व्यक्त करने के लिए मानक संदर्भ स्थितियों को परिभाषित करने के लिए आवश्यक होती हैं जैसे कि वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह की दर (गैसों की मात्रा तापमान के साथ अधिक भिन्न होती है) और दबाव): मानक घन मीटर प्रति सेकंड ( मानक घन मीटर/सेकंड), और सामान्य घन मीटर प्रति सेकंड (न्यूटेनमीटर3/ से).

चूंकि, कई विधि प्रकाशन (किताबें, पत्रिकाएं, उपकरण और मशीनरी के लिए विज्ञापन) उन्हें निर्दिष्ट किए बिना केवल मानक शर्तों को बताते हैं; अधिकांश पुरानी सामान्य स्थितियों, या एनसी के साथ शब्द को प्रतिस्थापित करना। विशेष स्थितियों में इससे भ्रम और त्रुटियां हो सकती हैं। अच्छा अभ्यास हमेशा तापमान और दबाव की संदर्भ स्थितियों को सम्मिलित करता है। यदि नहीं कहा गया है, तो कुछ कमरे के वातावरण की स्थिति, 1 एटीएम दबाव के करीब, 293 केल्विन (20 डिग्री सेल्सियस), और 0% आर्द्रता माना जाता है।

परिभाषाएँ

पिछले उपयोग

1918 से पहले, इकाइयों की मीट्रिक प्रणाली का उपयोग करने वाले कई पेशेवरों और वैज्ञानिकों ने गैस की मात्रा को व्यक्त करने के लिए तापमान और दबाव की मानक संदर्भ स्थितियों को परिभाषित किया 15 °C (288.15 K; 59.00 °F) और 101.325 kPa (1.00 atm; 760 Torr). उन्हीं वर्षों के दौरान, इंपीरियल इकाइयों या संयुक्त राज्य अमेरिका की प्रथागत इकाइयों|यू.एस. प्रथागत प्रणाली थी 60 °F (15.56 °C; 288.71 K) और 14.696 पाउंड-बल प्रति वर्ग इंच (1 एटीएम) क्योंकि यह दुनिया भर में तेल और गैस उद्योगों द्वारा लगभग सार्वभौमिक रूप से उपयोग किया जाता था। उपरोक्त परिभाषाएँ अब इकाइयों की किसी भी प्रणाली में सबसे अधिक उपयोग नहीं की जाती हैं।[8]


वर्तमान उपयोग

मानक संदर्भ शर्तों की कई अलग-अलग परिभाषाएं वर्तमान में दुनिया भर के संगठनों द्वारा उपयोग की जा रही हैं। नीचे दी गई तालिका उनमें से कुछ को सूचीबद्ध करती है, किन्तु और भी हैं। इनमें से कुछ संगठनों ने अतीत में अन्य मानकों का उपयोग किया था। उदाहरण के लिए, आईयूपीएसी ने 1982 से मानक संदर्भ शर्तों को 0 डिग्री सेल्सियस और 100 किलोपास्कल (1 बार) के रूप में परिभाषित किया है, जो इसके 0डिग्री सेल्सियस और 101.325 किलोपास्कल (1 एटीएम) के पुराने मानक के विपरीत है।[2]नया मान लगभग 112 मीटर की ऊंचाई पर औसत वायुमंडलीय दबाव है, जो मानव निवास की विश्वव्यापी औसत ऊंचाई (194 मीटर) के करीब है।[9]

यूरोप, ऑस्ट्रेलिया और दक्षिण अमेरिका में प्राकृतिक गैस कंपनियों ने 15 डिग्री सेल्सियस (59 डिग्री फारेनहाइट) और 101.325 केपीए (14.696 पीएसआई) को अपनी मानक गैस मात्रा संदर्भ शर्तों के रूप में अपनाया है, जो मानक घन मीटर को परिभाषित करने के लिए आधार मूल्यों के रूप में उपयोग किया जाता है।[10][11][12] इसके अतिरिक्त, मानकीकरण के लिए अंतर्राष्ट्रीय संगठन (आईएसओ), संयुक्त राज्य पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) और राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) प्रत्येक के पास अपने विभिन्न मानकों और विनियमों में मानक संदर्भ स्थितियों की एक से अधिक परिभाषाएँ हैं।

वर्तमान उपयोग में मानक संदर्भ शर्तें
तापमान दबाव घनत्व संबंध

नमी
(%)

इकाई का प्रकाशन या स्थापना
डिग्री सेल्सियस डिग्री फ़ारेनहाइट किलोपास्कल mmHg psi inHg किग्रा/मी³
0 32 style="text-align:center;" data-sort-value="7005100000000000000"|100.000 750.06 14.5038 29.530   आईयूपीएसी ( एसटीपी) 1982 से[1]
0 32 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325000000000"|101.325 760.00 14.6959 29.921   एनआईएसटी,[13] आईएसओ 10780,[14] पूर्व में आईयूपीएसी ( एसटीपी) until 1982 तक[1]
15 59 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325000000000"|101.325 760.00 14.6959 29.921 1.225 0[7][15] आईसीएओ का आईएसए,[15] आईएसओ 13443,[7] ईईए,[16] ईजीआईए (एसआई परिभाषा)[17]
20 68 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325000000000"|101.325 760.00 14.6959 29.921   ईपीए,[18] एनआईएसटी.[19] इसे एनटीपीए, सामान्य तापमान और दबाव भी कहा जाता है।[20]
22 71.6 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325000000000"|101.325 760.00 14.6959 29.921 20–80 मेडिसिन में भौतिकविदों का अमेरिकन एसोसिएशन[21]
25 77 style="text-align:center;" data-sort-value="7005100000000000000"|100.000 750.06 14.5038 29.530   आईयूपीएसी (एसएटीपी)
25 77 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325000000000"|101.325 760.00 14.6959 29.921   ईपीए[22]
20 68 style="text-align:center;" data-sort-value="7005100000000000000"|100.000 750.06 14.5038 29.530 0 सी.ए.जी.आई[23]
15 59 style="text-align:center;" data-sort-value="7005100000000000000"|100.000 750.06 14.5038 29.530   एसपीई[24]
20 68 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101300000000000"|101.3 760 14.69 29.9 50 आईएसओ 5011[25]
20 68 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325014435400"|101.33 760.0 14.696 29.92 0 जीओएसटी 2939-63
15.56 60 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325353180402"|101.33 760.0 14.696 29.92   एसपीई,[24] यूएस ओएसएचए,[26] एससीएक्यूएमडी[27]
15.56 60 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101559774928369"|101.6 762 14.73 30.0   ईजीआईए (इंपीरियल सिस्टम परिभाषा)[17]
15.56 60 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101352932209574"|101.35 760.21 14.7 29.93   यूएस डीओटी (एससीएफ)[28]
15 59 style="text-align:center;" data-sort-value="7004999946650228207"|99.99 750.0 14.503 29.53 78 अमेरिकी सेना मानक मेट्रो[29][lower-alpha 1]
15 59 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325353180402"|101.33 760.0 14.696 29.92 60 आईएसओ 2314,[30] आईएसओ 3977-2[31]
21.11 70 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101320748119002"|101.3 760 14.70 29.92 0 एएमसीए,[32][lower-alpha 2] वायु घनत्व = 0.075 lbm/ft3. यह AMCA मानक केवल वायु पर प्रायुक्त होता है;
कंप्रेस्ड गैस एसोसिएशन [सीजीए] यूएसए में औद्योगिक गैस के उपयोग पर प्रायुक्त होता है[33]
15 59 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101320748119002"|101.3 760 14.70 29.92   एफएए[34]
20 68 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325000000000"|101.325 760.00 14.6959 29.921 0 ईएन 14511-1:2013[35]
15 59 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325000000000"|101.325 760.00 14.6959 29.921 0 आईएसओ 2533:1975[36] आईएसओ 13443:2005,[37] आईएसओ 7504:2015[38]
0 32 style="text-align:center;" data-sort-value="7005101325000000000"|101.325 760.00 14.6959 29.921 0 डीआईएन 1343:1990[39]

लघुरूप:

  • ईजीआईए: बिजली और गैस निरीक्षण अधिनियम (कनाडा का)
  • एसएटीपी: मानक परिवेश तापमान और दबाव
  • एससीएफ: मानक घन फुट

अंतर्राष्ट्रीय मानक वातावरण

वैमानिकी और द्रव गतिकी में अंतर्राष्ट्रीय मानक वायुमंडल (आईएसए) प्रत्येक ऊंचाई पर दबाव, तापमान, घनत्व और ध्वनि की गति का विनिर्देश है। अंतर्राष्ट्रीय मानक वायुमंडल मध्य अक्षांशों पर वायुमंडलीय स्थितियों का प्रतिनिधि है। संयुक्त राज्य अमेरिका में यह जानकारी यू.एस. मानक वातावरण निर्दिष्ट करती है जो समुद्र तल से 65,000 फीट तक की सभी ऊंचाई पर अंतर्राष्ट्रीय मानक वातावरण के समान है।[citation needed]

मानक प्रयोगशाला की स्थिति

क्योंकि मानक तापमान और दबाव की कई परिभाषाएँ मानक प्रयोगशाला तापमान (जैसे 0डिग्री सेल्सियस बनाम ~ 25डिग्री सेल्सियस) से तापमान में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती हैं, संदर्भ अधिकांश मानक प्रयोगशाला स्थितियों के लिए किया जाता है (शब्द मानक स्थितियों से अलग होने के लिए जानबूझकर चुना गया शब्द तापमान और दबाव के लिए, इसकी शब्दार्थ निकट पहचान के अतिरिक्त जब शाब्दिक रूप से व्याख्या की जाती है)। चूंकि, मानक प्रयोगशाला तापमान और दबाव अनिवार्य रूप से भूगोल-बद्ध है, यह देखते हुए कि दुनिया के विभिन्न हिस्सों में जलवायु, ऊंचाई और कार्यस्थल में गर्मी/शीतलन के उपयोग की डिग्री अलग-अलग है। उदाहरण के लिए, न्यू साउथ वेल्स, ऑस्ट्रेलिया के स्कूल मानक प्रयोगशाला परिस्थितियों के लिए 100 किलोपास्कल पर 25डिग्री सेल्सियस का उपयोग करते हैं।[40]

एएसटीएम इंटरनेशनल ने विधि मानक एएसटीएम ई41- कंडीशनिंग से संबंधित शब्दावली और विशेष सामग्री और परीक्षण विधियों के लिए सैकड़ों विशेष शर्तों को प्रकाशित किया है। अन्य मानक संगठन के पास विशेष मानक परीक्षण स्थितियां भी होती हैं।

गैस का मोलर आयतन

गैस के मोलर आयतन को बताते समय तापमान और दबाव की प्रायुक्त संदर्भ स्थितियों को इंगित करना भी उतना ही महत्वपूर्ण है[41] जैसा कि गैस की मात्रा या वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर को व्यक्त करते समय होता है। तापमान और दबाव की संदर्भ स्थितियों को इंगित किए बिना गैस के मोलर आयतन को बताना बहुत कम अर्थ रखता है और भ्रम उत्पन्न कर सकता है।

एसटीपी के आसपास और वायुमंडलीय दबाव पर गैसों की दाढ़ मात्रा की गणना शुद्धता के साथ की जा सकती है जो सामान्यतः आदर्श गैस कानून का उपयोग करके पर्याप्त होती है। किसी भी आदर्श गैस के मोलर आयतन की गणना विभिन्न मानक संदर्भ स्थितियों पर की जा सकती है जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

  • Vm = 8.3145 × 273.15 / 101.325 = 22.414 डेसीमीटर3/मोल 0 डिग्री सेल्सियस और 101.325 किलोपास्कल पर
  • Vm = 8.3145 × 273.15 / 100.000 = 22.711 डेसीमीटर3 /मोल 0 डिग्री सेल्सियस और 100 किलोपास्कल पर
  • Vm = 8.3145 × 288.15 / 101.325 = 23.645 डेसीमीटर3/मोल 15 डिग्री सेल्सियस और 101.325 किलोपास्कल पर
  • Vm = 8.3145 × 298.15 / 101.325 = 24.466 डेसीमीटर3/मोल 25 डिग्री सेल्सियस और 101.325 किलोपास्कल पर
  • Vm = 8.3145 × 298.15 / 100.000 = 24.790 डेसीमीटर3/मोल 25 डिग्री सेल्सियस और 100 किलोपास्कल पर
  • Vm = 10.7316 × 519.67 / 14.696 = 379.48 फ़ीट3/लबमोल 60डिग्री फारेनहाइट और 14.696 psi (या लगभग 0.8366 फ़ीट3/ग्राम मोल)
  • Vm = 10.7316 × 519.67 / 14.730 = 378.61 फ़ीट3/लबमोल 60डिग्री फारेनहाइट और 14.73 psi पर

विधि साहित्य भ्रामक हो सकता है क्योंकि कई लेखक यह समझाने में विफल रहते हैं कि वे आदर्श गैस स्थिरांक R का उपयोग कर रहे हैं या विशिष्ट गैस स्थिरांक Rs का, दो स्थिरांक के बीच संबंध R s = R / m है, जहां एम गैस का आणविक द्रव्यमान है।

यूएस मानक वातावरण (यूएसएसए) 8.31432 मीटर3 का उपयोग करता है·पीए/(मोल·के) R के मान के रूप में। चूंकि, यूएसएसए, 1976 मानता है कि यह मान एवोगेड्रो स्थिरांक और बोल्ट्जमान स्थिरांक के मानों के अनुरूप नहीं है।[42]


यह भी देखें

व्याख्यात्मक नोट्स

  1. ↑ The pressure is specified as 750 mmHg. However, the mmHg is temperature-dependent, since mercury expands as temperature goes up. Here the values for the 0–20 °C range are given.
  2. ↑ The standard is given as 29.92 inHg at an unspecified temperature. This most likely corresponds to a standard pressure of 101.325 kPa, converted into ~29.921 inHg at 32 °F (0 °C).

संदर्भ

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  2. ↑ 2.0 2.1 A. D. McNaught and A. Wilkinson (1997). "standard pressure". आईयूपीएसी। रासायनिक शब्दावली का संग्रह (2nd ed.). Oxford: Blackwell Scientific Publications. doi:10.1351/goldbook.S05921. ISBN 978-0-9678550-9-7.
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बाहरी संबंध

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