Bei der Gasmengenmessung sind Standardbedingungen, Normbedingungen und Bezugszustand synonyme Begrifflichkeiten.
Standardbedingungen werden benötigt um Gasmassen (und Gasmassenströme), welche unter variablen Drücken und Temperaturen vorliegen (und damit unterschiedliche Volumina einnehmen), zu standardisieren und so die beteiligten Gasmassen vergleichbar zu machen. Die Standardbedingungen werden durch einen definierten Druck und eine definierte Temperatur beschrieben. Der Druck und die Temperatur welche tatsächlich bei einem Gas bzw. Gasprozess vorliegen, werden im Gegensatz zu den Standardbedingungen häufig auch als Betriebsbedingungen bezeichnet.
Zusammenhang zwischen standardisiertem Volumen eines Gases und dessen Gasmasse
Das standardisierte Volumen lässt sich durch Multiplikation mit der zugehörigen Standarddichte direkt in einen Massenstrom umrechnen. Ein standardisiertes Gasvolumen entspricht damit im Wesen einer Gasmasse (die Masse einer bestimmten Anzahl Moleküle eines Gases besitzt keine Druck- und Temperaturabhängigkeit) mit der Einheit eines Volumens. Bei einem idealen Gas berechnet sich die Standarddichte zu: $ \rho _{\text{n}}={\frac {p_{\text{n}}}{R_{\text{i}}\ T_{\text{n}}}} $
Hierbei sind:
- $ p_{\text{n}} $ und $ T_{\text{n}} $ = Druck und Temperatur der definierten Standard- bzw. Normbedingungen
- $ R_{\text{i}} $ = die individuelle Gaskonstante des Gases
Bedingt durch unterschiedliche Interessensverbände existieren in der Zwischenzeit eine Vielzahl unterschiedlicher Standardbedingungen, wodurch es häufig zu Diskussionen, Missverständnissen und Fehlinterpretationen kommt. Deswegen sollte bei Angabe eines standardisierten Volumens stets der Standard bzw. die Standardbedingungen genannt werden. Bei der konsequenten Angabe und Verwendung von Gasmassen anstelle von standardisierten Volumen existiert dieses Problem nicht. Zu den weltweit gebräuchlichsten Standardbedingungen gehören die "physikalischen Normbedingungen".
Physikalische Standardbedingungen
Neben vielen anderen später definierten Standardbedingungen wurden bereits 1940 folgende Standardbedingungen in der DIN 1343 definiert, welche sich weltweit unter dem Begriff "physikalische Normbedingungen" etabliert haben:
- Standarddruck p = 101325 Pa = 1013,25 hPa = 101,325 kPa = 1,01325 bar
- Standardtemperatur T = 273,15 K = 0 °C
Unter den physikalischen Normbedingungen hat Luft eine Dichte von $ \varrho $ = 1,293 kg/m3.
Literatur
- Karl Jousten (Hrsg.): Wutz Handbuch Vakuumtechnik 8. Auflage. Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 2004 Jahr, ISBN 3-528-64884-8.
