🧊 STP計算機

標準温度・圧力（STP）は、0 °C（273.15 K）および1気圧（101.325 kPa）と定義される基準条件です。STPでは、1モルの理想気体が22.414リットルを占めます。これをモル体積と呼びます。科学者やエンジニアはSTPを共通の基準として使用し、異なる実験や場所からの気体測定値を直接比較できるようにしています。

この計算機は、任意の温度と圧力で測定された気体の体積をSTPでの等価体積に変換したり、その逆方向の変換を行ったりできます。また、モル体積を使って気体のモル数も計算します。これは化学の化学量論、気体の法則の問題、工業プロセスの計算に不可欠です。

実条件（P₁, T₁）からSTP（P₂ = 1 atm, T₂ = 273.15 K）への体積の変換は、合成気体の法則を使います：V₂ = V₁ × (P₁/P₂) × (T₂/T₁)。モル数は n = V(STP) / 22.414 L/mol で求めます。

下の表は、科学と工業で使われる一般的な基準条件をまとめたものです。

1. 気体サンプルの実際の体積を入力します。
2. 実際の温度（ケルビン）と圧力（atm）を入力します。
3. 「計算」ボタンをクリックします。
4. STPでの等価体積とモル数を確認します。
5. 逆算（STP → 実際）の場合は、実際の条件としてSTPの値（273.15 K、1 atm）を入力します。

STPとNTPの違いは何ですか？

STP（標準温度・圧力）は0 °C（273.15 K）、1 atmと定義されます。NTP（標準温度・圧力）は20 °C（293.15 K）、1 atmを使用します。モル体積はSTPで22.414 L/mol、NTPで24.055 L/molと異なります。

なぜ22.414 L/molが重要なのですか？

STPでは、任意の理想気体1モルが正確に22.414リットルを占めます。このモル体積を使うと、気体の種類を知らなくても体積とモル数を変換できます。窒素、酸素、水素、CO₂などすべての理想気体に同等に適用されます。

STPは1 atmですか、100 kPaですか？

2つの規約があります。従来のSTP（1982年以前）は 1 atm = 101.325 kPa を使用し、モル体積は22.414 L/molです。1982年以降、IUPACはSTPの圧力を100 kPa（0.987 atm）に再定義し、22.711 L/molとなりました。この計算機は教科書で一般的な従来の1 atmの定義を使用しています。

摂氏からケルビンに変換するには？

摂氏の温度に273.15を足します。例えば25 °C = 298.15 Kです。この変換は気体の法則が絶対温度を必要とするため不可欠です。

気体密度の計算に使えますか？

はい。STPでの体積とモル数が分かれば、密度は ρ = (n × M) / V で計算できます。ここで M は気体のモル質量です。例えばSTPでの O₂（M = 32 g/mol）の密度は (1 × 32) / 22.414 = 1.428 g/L です。

STPと実際の体積が違うのはなぜですか？

気体の体積は温度と圧力に依存します。高温の気体サンプルは膨張し（体積が大きい）、高圧では圧縮されます（体積が小さい）。STPへの変換はこれらの条件を正規化し、異なる環境間で気体量を比較できるようにします。

計算前に必ず温度をケルビンに変換してください。K = °C + 273.15。計算機は圧力変換に 1 atm = 101.325 kPa を使用します。STPのモル体積（22.414 L/mol）は理想気体に適用されます。実際の気体ではわずかに異なります（例：CO₂ = 22.26 L/mol、He = 22.40 L/mol @STP）。実気体で精密な作業を行う場合は、その気体のモル体積を調べてください。気体量が変化する計算が必要な場合は、合成気体の法則計算機を試してください。こちらはSTPを必要とせず圧力・体積・温度の関係を扱えます。