Объём газа в литрах напрямую зависит от температуры и атмосферного давления, поэтому один литр не всегда равен одному литру. Различие между стандартным, нормальным и фактическим литром определяет точность измерений в производственных и лабораторных процессах. Понимание используемого стандарта позволяет корректно рассчитывать расход и объём газа в любых условиях.
В чем разница между стандартным литром, нормальным литром и фактическим литром газа?
В отличие от технических единиц массы, техническая единица объема всегда зависит от условий окружающей среды. Представим ситуацию: на борту самолёта открывается запаянный пакетик со сливками для кофе. Внутри пакетика газ находится под давлением, соответствующим уровню моря (1013,25 мбар). На большой высоте атмосферное давление значительно ниже, и при открытии пакетика воздух стремится выйти наружу, выталкивая часть сливок. В результате они могут разлиться наружу, попадая на окружающие предметы.
Но почему это происходит? Объем герметичной упаковки со сливками не изменился между уровнем земли и полета, но атмосферное давление на нее уменьшилось. Молекулам стало доступно больше пространства для движения, и они стремятся использовать это дополнительное пространство.
Возьмём цилиндр с 1 литром воздуха при 0°C и атмосферном давлении 1013,25 мбар на уровне моря — это соответствует так называемому «Нормальному расходу». При повышении температуры до 20°C молекулам требуется больше пространства, поршень поднимается, и объём увеличивается до 1,073 литра, что составляет рост на 7,3%. Такой объём называется «Стандартным расходом». В мире существуют различные стандарты: в Европе — 20°C, в США — 70°F (21,1°C), NASA использует 60°F, в Китае — 15°C. Поэтому важно точно понимать, какой стандарт применяется.
Если температура или атмосферное давление отличаются от этих стандартных и нормальных условий, мы говорим о «Фактическом расходе». Фактический расход может представлять собой газ при 100°F или измерение на вершине горы.