Conditions normales de température et de pression

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Les conditions normales de température et de pression (CNTP)[1] sont des conditions pratiques, en partie arbitraires, d'expérimentation et de mesure en laboratoire en physique et en chimie. Elles permettent des comparaisons commodes entre résultats expérimentaux. Les conditions les plus usuelles fixent la température normale à et la pression normale à atmosphère. Il existe toutefois d'autres définitions.

Histoire des sciences[modifier | modifier le code]

Dans l'expression « conditions normales », le terme normal signifie normalisé et non pas habituel.

C'est au début du XIXe siècle, en physique des gaz, qu'est apparu le besoin de rapporter les résultats d'expériences à des conditions standards, ou normales, de pression et de température. Ces conditions résultent d'un accord empirique et consensuel des expérimentateurs.

Pression normale[modifier | modifier le code]

Pour la pression, le choix s'est immédiatement porté sur la valeur de760 Torr = 760 millimètres de mercure ou mmHg, (c'est-à-dire atmosphère) établie par Torricelli en 1643 comme valeur moyenne de la pression atmosphérique au sol.

Température normale[modifier | modifier le code]

La température normale n'est réellement utilisée qu'en physique. En chimie, la température des conditions expérimentales est généralement spécifiée au cas par cas, car les résultats obtenus dépendent de façon cruciale de la ou des température(s) en jeu.

Au début du XIXe siècle, la température expérimentale était souvent fixée autour de 20 ℃ car c'était une température pratique selon les conditions climatiques moyennes en Europe. Toutefois, lorsqu'il est apparu nécessaire de mieux préciser les conditions expérimentales, le choix s'est porté sur la température de 0 ℃, facile à obtenir et à contrôler car c'est la température de la glace fondante. C'est cette température qui est utilisée dans les résultats d'Avogadro (1811), puis de Clapeyron (1834)[2].

Pour la tolérance géométrique des produits, la norme ISO 1 éditée en 1951 a défini la température de 20 °C comme température de référence, suivant le choix fait par la CIPM en 1931.

Définition usuelle des conditions normales de température et de pression[modifier | modifier le code]

Ce sont ces conditions qu'il faut entendre lorsqu'elles sont spécifiées sans autre précision.

Autres définitions[modifier | modifier le code]

  • En chimie, l'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) a défini en 1982 comme conditions normales la température de 0 ℃ (273,15 K) et la pression de 100 kPa (= 1 000 hPa = 1 000 mbar = bar ou 0,986 atm) ; une autre variante fixe la température standard à 25 ℃. (Voir État standard)[3].
  • Dans l'industrie pétrolière et gazière, on utilise fréquemment comme conditions normales la température de 15 ℃ (288,15 K) et la pression de 1 atm (101 325 Pa).
  • En Russie, la Norme d'État GOST 2939-63[4] spécifie comme conditions normales : la température de 25 ℃ (298,15 K) ; la pression de 760 mmHg (101 325 Pa), sous l'accélération normale de la pesanteur (9,80665 m/s²) et un taux d'humidité relative nul.

Conditions normales selon diverses organisations[modifier | modifier le code]

Conditions normales de référence préconisées par divers organismes
Température Pression absolue Taux d'humidité relative Organisme prescripteur
°C Pa % RH
0 100 000   IUPAC (STP[5])[3]
25 100 000   IUPAC[3]
0 101 325   ISO 10780[6] ; ancienne norme IUPAC[3]
15 101 325

0[7]

ISO 13443[8] ; ISA de l’ICAO[7] ; AEE[9]
20 101 325   EPA[10]
20 101 300 50 ISO 5011[11]
25 101 325   EPA[12]

Conditions ambiantes de température et de pression[modifier | modifier le code]

Les conditions ambiantes de température et de pression (CATP) ne sont utilisées qu'en chimie. Bien qu'il existe plusieurs définitions, la plus commune est la suivante : ce sont les conditions dans lesquelles la constante d'auto-ionisation (autoprotolyse) de l'eau est de 10-14.

Elles correspondent à une température de 25 ℃ et à une pression de 100 kPa.

La « température ambiante » correspond à 25 ℃. Si la « pression ambiante » n'est pas spécifiée, elle est, par défaut de 100 kPa.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. En anglais : Standard Temperature and Pressure (STP)
  2. Émile Clapeyron, « Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur », Journal de l'École polytechnique, vol. XIV,‎ 1834, p. 153-90 ([%5Bhttp://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k4336791/f157.table Facsimile sur le site de la Bibliothèque nationale de France (pp. 153–90).%5D lire en ligne])
  3. a, b, c et d A. D. McNaught, A. Wilkinson (1997). Compendium of Chemical Terminology, The Gold Book (2e éd.). Blackwell Science. ISBN 0865426848. "Standard conditions for gases: Température, 273,15 K [...] et pression de 100 kPa. Le norme précédente de pression de 1 atm (soit 1,01325.105 Pa) a été changée en 100 kPa en 1982. L'IUPAC recommande de ne plus utiliser l'ancienne définition."
  4. ISO 13443
  5. Abrégé pour Standard Température and Pressure : température et pression normalisées.
  6. ISO, « ISO 10780:1994 : Stationary source emissions - Measurement of velocity and volume flowrate of gas streams in ducts »,‎ 1994
  7. a et b (en) Robert C. Weast, Handbook of Physics and Chemistry, CRC Press,‎ 1975 (ISBN 0-87819-455-X), F201–F206
  8. "Natural gas – Standard reference conditions", ISO 13443, International Organization for Standardization, Genève, Suisse  ISO Standards Catalogue
  9. "Extraction, First Treatment and Loading of Liquid & Gaseous Fossil Fuels", Emission Inventory Guidebook B521, Activities 050201 - 050303, septembre 1999, European Environmental Agency, Copenhague, Danemark  Emission Inventory Guidebook
  10. "Standards of Performance for New Sources", 40 CFR--Protection of the Environment, Chapter I, Part 60, Section 60.2, 1990  New Source Performance Standards
  11. "Air Intake Filters", ISO 5011:2002, International Organization for Standardization, Genève, Suisse ISO
  12. "National Primary and Secondary Ambient Air Quality Standards", 40 CFR--Protection of the Environment, Chapter I, Part 50, Section 50.3, 1998  National Ambient Air Standards