(0) 일반적으로 표준상태라고 하면 Standard State라고 하고 하는데 많이 혼란스럽습니다.
왜냐하면 표준이라는 Standard라는 의미와 정상이라는 Normal이라는 단어의 차이도 차이려니와
English Unit를 사용하는 경우와 Metric Unit를 사용하는 경우에서 차이가 있고 또 열역학에서의 발열량등은 대개 25℃를 기준으로 사용하고 있기 때문입니다.
전세계적으로 SI Unit를 사용하도록 하면 이런 문제가 없어질 터인데 고집스럽게도 예전의 단위의 사용을 고집하는 나라가 있기 때문에 어쩔수 없습니다. 대신, 단위를 사용할 때는 기준을 명확히 해두는 것이 필요합니다.
근년에 들어 단위 때문에 인공위성의 궤도 진입에 실패한 사례가 있었는데 엔지니어가 1 ton을 2000 lb로 계산했던 실수라고 합니다. 어처구니 없이도 치밀해야 하는 기술자가 그런 실수를 하다니.. English Unit에서 short ton은 2000 lb, long ton은 2200 lb를 구별해서 사용하고 있는데 전자는 UK ton 후자는 US ton입니다. 이것조차 어설픈 단위환산입니다. Metric에서는 이런 실수를 막기 위해 Metric ton이라는 단위를 사용하고 있는데 1 Metric Ton은 1000 kg이고 이를 lb로 환산하면 (1000/0.4535924)=2204.622 lb가 됩니다. 이런 숫자를 암기 하기 귀찮아서 2000 lb로 하거나 2200 lb로 하다보니 그런 단위가 나온듯합니다. 1 lb=453.5924 g
어쩔수 없는 혼동이지만 아래와 같이 판단하면 정확합니다. 만일 온도 압력조건이 불명확한 경우에는 반드시 확인하여둘 필요가 있고 이들 "표준"이라는 용어를 사용하는 사람의 경우에도 명확히 정의해 두는게 좋습니다. 본인이 사용하는 용어의 정의를 모른다면 누가 알겠습니까?
(1) 우선먼저 질문에서 인용하고 있는 SCFB(standard cubic feet barrel)에 대해 답변하면..
이 단위는 고비점 유분을 Hydrocracking하여 저비점 석유제품으로 만들때 필요한 수소의 소요랑을 언급할 때 사용하는 경우등에 사용합니다. 이때 유분 액체의 부피는 barrel로 나타낸 것이고 기체는 Standard Cubic Feet로 나타낸 것입니다 . 여기서 수소의 부피를 나타낸 기준 온도는 60℉라는 것을 암시하고 있습니다. 보통 석유제품의 밀도기준도 60℉로 잡는 것이 보통이기 때문에 그리 나타냈다고 보면 됩니다.
Standard라는 뜻이 "표준"이지만 English Unit에서 표준온도는 보통 60℉ 입니다. 그러나 Metric Unit에서의 표준은 0℃입니다. 따라서 이들을 서로 구별하기 위해 Metric Unit에서는 "Normal"이라는 단어를 사용한 것입니다.
(2) 일반적으로
기체를 언급할 때의 STP를 Standard Temperature and Pressure를 언급할 때는 0℃ 1기압인 상태를 말합니다.
그러나 English Unit를 사용하는 경우의 Standard State는 1기압 60℉인 상태를 언급합니다.
Stanard State = 1 기압 60℉
Normal State = 1기압 0℃
(3) 열역학에서의 열량 기준은
앞선 예에서와 같은 물질의 상태함수를 나타낼 때가 아니고 열역학에서의 반응열은 모두 25℃에서의 반응열을 기준으로 하고 있으며 이 때의 반응열은 Standard Heat of Reaction 이라고 합니다.
여기서 사용하는 Standard는 위의 (2)에서 사용한 Standard와 달리 사용되고 있습니다. 열역학데이터들이 대체로 25도에서 얻어진 것들이어서 어쩔 수 없는데...
반응열이나 연소열 등 열역학적 열을 언급할 때 구체적으로 온도가 명시되어 있지 않으면 25도에서의 반응열을 의미합니다.
(4) 이상기체의 표준상태 부피
이상기체의 1 lb-mole의 표준상태 부피는 주의해야 합니다.
보통 1 lb-mole의 표준상태부피를 359 ft^3으로 알고 있는 이의 기준온도가 0℃인지 60℉인지 혼동스러워하는
엔지니어들이 많은데 아래의 단위를 보고 명확히 이해해야 합니다.
1 lb-mole의 표준상태부피 = 359 N ft^3/lb-mole = 379.48 Sft^3/lb-mole
검토해보도록 하지요
1 kg-mole의 Normal State(1기압 0℃)에서의 부피 = 22.414 Nm3/kg-mole = 791.54 N ft^3/kg-mole 을 알고 이를 1lb-mole당 부피를 계산해 봅니다.
1 lb-mole의 Standard State(1기압 60F)에서의 부피
= (22.414 * 35.315 ) *0.4536 Nft^3/lb-mole= 359 N ft^3/lb-mole ........(1기압 0℃에서의 부피)
= 359 * (460+60)R/(460+32)R Sft^3 = 379.48 S ft^3.............................(1기압 60F에서의 부피)
