🧊 STP 標準狀況計算機

標準溫度與壓力（STP）是一個參考條件，定義為 0 °C（273.15 K）與 1 大氣壓（101.325 kPa）。在 STP 下，一莫耳理想氣體佔據 22.414 公升——即莫耳體積。科學家與工程師以 STP 作為共同基準，讓來自不同實驗和地點的氣體測量值可以直接比較。

這個計算機幫你將在任何溫度和壓力下測量的氣體體積換算為 STP 下的等效體積，反之亦然。它也利用莫耳體積來計算氣體的莫耳數。這對化學中的化學計量、氣體定律問題以及工業製程計算都是不可或缺的。

要將體積從實際條件（P₁, T₁）換算為 STP（P₂ = 1 atm, T₂ = 273.15 K），計算機使用理想氣體定律：V₂ = V₁ × (P₁/P₂) × (T₂/T₁)。接著利用 n = V(STP) / 22.414 L/mol 求出莫耳數。

下表列出科學與工業上常用的參考條件：

本計算機使用傳統的 STP 定義（1 atm），這在多數教科書中仍然最為常見。

1. 輸入氣體樣品的實際體積。
2. 輸入實際溫度（克耳文）和壓力（atm）。
3. 按下計算按鈕。
4. 檢視 STP 下的等效體積和莫耳數。
5. 若要反向計算（STP → 實際），將 STP 值（273.15 K、1 atm）作為實際條件輸入。

STP 和 NTP 有什麼不同？

STP（標準溫度與壓力）定義為 0 °C（273.15 K）和 1 atm。NTP（常溫常壓）使用 20 °C（293.15 K）和 1 atm。莫耳體積不同：STP 為 22.414 L/mol，NTP 為 24.055 L/mol。

為什麼 22.414 L/mol 很重要？

在 STP 下，一莫耳任意理想氣體佔據恰好 22.414 公升。這個莫耳體積讓你在不知道具體氣體為何的情況下，也能在體積和莫耳數之間換算——它對氮氣、氧氣、氫氣、CO₂ 以及所有理想氣體都同樣適用。

STP 使用 1 atm 還是 100 kPa？

有兩種慣例。傳統 STP（1982 年前）使用 1 atm = 101.325 kPa，莫耳體積為 22.414 L/mol。1982 年起，IUPAC 將 STP 壓力重新定義為 100 kPa（0.987 atm），莫耳體積為 22.711 L/mol。本計算機使用傳統的 1 atm 定義，這在教科書中仍然常見。

如何從攝氏換算為克耳文？

將攝氏溫度加上 273.15。例如 25 °C = 298.15 K。這個換算是必須的，因為氣體定律需要絕對溫度。

可以用於氣體密度計算嗎？

可以。知道 STP 下的體積和莫耳數後，就能計算密度：ρ = (n × M) / V，其中 M 為氣體的莫耳質量。例如在 STP 下，O₂（M = 32 g/mol）的密度為 (1 × 32) / 22.414 = 1.428 g/L。

為什麼 STP 和實際體積不同？

氣體體積取決於溫度和壓力。高溫下氣體膨脹（體積更大），高壓下氣體壓縮（體積更小）。換算為 STP 可將這些條件標準化，讓你能比較不同環境下的氣體量。

計算前請務必將溫度換算為克耳文：K = °C + 273.15。計算機使用 1 atm = 101.325 kPa 進行壓力換算。STP 莫耳體積（22.414 L/mol）適用於理想氣體——實際氣體的值略有不同（例如 CO₂ = 22.26 L/mol，He = 22.40 L/mol at STP）。若需對實際氣體進行精確計算，請查閱該氣體的特定莫耳體積。若需要處理變動氣體量的計算，請試用理想氣體定律計算機，它能在不需要 STP 的情況下處理壓力-體積-溫度關係。