Standardbedingungen
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Der Ausdruck „Standardbedingungen“ wird in naturwissenschaftlichen und technischen Fachbereichen verwendet und hat grundsätzlich zwei Bedeutungen:
- In der Physik, Chemie, Medizin, Biologie und Prozesstechnik zur Definition von einzuhaltenden Prozessbedingungen (vor allem Temperatur und Druck), um das Verhalten oder Ergebnis eines Prozesses mit einem anderen vergleichen zu können (s.u.).
- In der Gasmengenmessung zur Definition von Gasvolumen und Gasvolumenströmen (s. dort)
| Anwendungsbereich | Name der Bedingungen | Temperatur | Druck | Definition | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|---|
| Physik | Normbedingungen, auch Normalbedingungen oder STP-Bedingungen (von englisch Standard Temperature and Pressure) |
273,15 K = 0 °C | 101.325 Pa = 101.325 N/m² = 1013,25 hPa = 101,325 kPa = 1,01325 bar = 0,101325 MPa ( = 1 atm) |
DIN 1343[1][2] | gelten in Deutschland auch für die Angabe einer Gasmenge im Handel, siehe Normkubikmeter. |
| Chemie | Standardbedingungen | 273,15 K = 0 °C | 100.000 Pa = 100.000 N/m² = 1000 hPa = 100 kPa = 1,000 bar | IUPAC, 1982[3][4] | Während die Normbedingungen als Bezugsgrößen verwendet werden, von denen ausgehend man umrechnet, werden Standardbedingungen oft verwendet, um Umrechnungen vermeiden zu können. In diesem Sinn ist die IUPAC-Festlegung auf exakt 1 bar moderner und wird insbesondere für die Angabe thermodynamischer Stoffeigenschaften bevorzugt. |
| Elektrochemie | Bei der Angabe des Standard-Redoxpotentials bezieht man sich auf die Standardbedingung, dass alle beteiligten Stoffe eine Aktivität von 1 besitzen. Bei sehr verdünnten Lösungen ist die Aktivität ungefähr gleich der Konzentration; in diesem Fall ist der Standardzustand eines Stoffes in Lösung gleich 1 mol/L. In saurer Lösung bezieht man Potentiale auf das Potential von H3O+-Ionen, in basischer Lösung auf das von OH--Ionen. |
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| Biochemie | Standardbedingung „pH 7“ (neutrales Milieu) | ||||
| Medizin und Physiologie, insbesondere Atmungsphysiologie[5] | STPD-Bedingungen (standard temperature, pressure, dry) |
273,15 K = 0 °C | 101 kPa | Wasserdampfpartialdruck p(H2O) = 0 kPa (trocken) |
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| BTPS-Bedingungen (body temperature, pressure, saturated) |
310,15 K = 37 °C (normale Körpertemperatur) |
tatsächlicher Luftdruck | p(H2O) = 6,25 kPa (Sättigungsdampfdruck bei 37 °C) | ||
| ATPS-Bedingungen (ambient temperature, pressure, saturated: tatsächliche Messbedingungen außerhalb des Körpers) |
Raumtemperatur | tatsächlicher Luftdruck | p(H2O) = Sättigungsdampfdruck bei jeweiliger Raumtemperatur | ||
| Messung physikalischer Größen,z.B. von Dichte, Drehwert oder Brechungsindex | Laborbedingungen, Normalbedingungen |
293,15 K = 20 °C (Maßbezugstemperatur) |
1013 mbar = 760 Torr (Bezugsluftdruck bei Siedepunktsangaben) |
Brechungsindices werden mit der NaD-Linie (589 nm) als Lichtquelle gemessen. | |
| ? | SATP-Bedingungen (Standard Ambient Temperature and Pressure) |
298,15 K = 25 °C | 101.300 Pa = 1013 hPa = 101,3 kPa = 1,013 bar | ||
| Luftfahrt | ISA (International Standard Atmosphere, Normatmosphäre) |
288,15 K = 15 °C | 1013,25 hPa (=29,92 inHg) auf Meereshöhe |
ISO 2533 | weitere Standardwerte für Temperatur- und Druckänderungen mit zunehmender Höhe |
| Druckluftindustrie | 293,15 K = 20 °C | 1 bar | DIN 1945-1 | p(H2O) = 0 kPa (trocken) |
Siehe auch [Bearbeiten]
- Standard-Testbedingungen in der Photovoltaik
- Gibbs-Energie (Freie Enthalpie)
- Gruppenübertragungspotential
- Zustandszahl
Einzelnachweise [Bearbeiten]
- ↑ DIN 1343 „Referenzzustand, Normzustand, Normvolumen; Begriffe, Werte“, Ausgabe Januar 1990.
- ↑ Kommentierung der DIN 1343 durch VDI 1963 (PDF-Datei; 419 kB)
- ↑ Eintrag: standard conditions for gases. In: IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the “Gold Book”). doi:10.1351/goldbook.S05910 (Version: 2.3.1).
- ↑ Eintrag: standard pressure. In: IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the “Gold Book”). doi:10.1351/goldbook.S05921 (Version: 2.3.1).
- ↑ Schmidt; Lang: Physiologie des Menschen. 30. Aufl. Heidelberg 2007