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1、量和单位及其误用例析,问题 这些问题你知道多少?重点和亮点 每个部分学完之后请自测，作为练习1 量符号（包括角标）、单位符号的规范表达 各自是用正体，还是斜体？对它们可以修饰吗？2 図坐标的标目和表的栏头应如何表达？A=AA3 词头的作用和大小写的规定4“固含量”、“气体含量范围”的规范表达应当是什么？,国际单位制(SI制)The International System of Units,简称SI制（是法文le Systeme International dUnites的 缩写）,化学科学中的量和单位及其误用例析.化学通报，2004，w106,1 准则、基本概念 2 量符号 3 单位符号 4
2、 图坐标与表栏头 5 词头 6 多元系组元间的数量关系 7 图表中物理量单位的倍数 8 角标 9 正确使用物理量名称10 使用法定计量单位11 贯彻有关量和单位的国家标准任重道远,1 准则、基本概念,准则GB 3100,3101,3102 1993 量和单位 ISO 1000:1992 SI单位及其倍数单位和一些其他单位的应用推荐国际计量局（BIPM）.国际单位制(SI)，第7版.1998.李慎安,赵燕译.北京:科学出版社,2000虽不是法定计量单位,但有国际组织承认,仍可使用,1998年7月27日 国家技术监督局和卫生部 联合发出关于血压计计量单位使用规定 的补充通知 血压 Pa或 mmHg
3、 桶(barrel bbl)1桶=0.1156 m3=115.6 L(用于原油及油制品)旦(denier)纺织业国际组织不承认 线密度l(不称纤度)特克斯(tex)1 tex=10-6 kg/m,基本概念,量(quantity)指现象(phenomenon)、物体（body）或物质（substance）的可定性区别和定量确定的属性（attribute）。也称物理量（physical quantity）,不要理解为仅指物理学中的量，化学等其他学科定义的量同样是物理量或量，为避免误解，可不称或少称物理量，通常称量。,物理量表达的是某种物理现象可测量的量，即可定量。而如固体表面的硬度，不能测得表征物
4、质特征的十分明确的量值，如所谓的布氏硬度，与压杆的形状、压力、时间等诸多因素有关。硬度是一个相对值，如布氏、洛氏、维氏、邵氏硬度等相互不能换算。严格来讲，对这类量只能称“类量”或“似量”。,对量下定义，不能有单位介入。如速度，不能定义为每小时经过的距离，,而是经过的距离与时间之比。,摩尔定压热容（molar heat capacity at constant pressure）定义：定压热容除以物质的量（cp,m=Cp/n）不用如下定义：在（某一）定压下，使每摩尔物质温度升高1开尔文的热量（焦耳）。单位：J/(molK)，读作（焦耳每摩尔开尔文)(joule per mole Kelvin）,
5、将比定压热容定义为:在恒定的压力下，单位质量的样品 单位温升所需要的热量,单位是同类量比较的基础（尺度）。为定量表示同种量大小而约定的定义和采用的特定量。被测量与单位之比是纯数（数值）量A,单位A和数值A间遵从如下的基本关系式 A=AA应用：此式是构成标注表栏头、图坐标的 基础。,2 量符号,量符号通常为单个拉丁字母或希腊字母，有时带有下标或其他说明性记号。国标共列有614个量，有将近半数使用了下角标 量符号在出版物中排斜体，如T,p,t,m(pH例外),有时带有下标或其他的说明性标记，表示物理量符号的下标用斜体，其他下标（如表示某种状态或性质的形容词）用正体。正体下标 斜体下标 Cg（g 气
6、体）Cp（p 压力）Gn（n 标准）n ann（n连续数）r（r相对）xaxbx（x连续数）Ek（k动的）gi k（i,k连续数）Xe（e电的）Px（x x轴）T1/2（1/2 一半）I（波长),不能以分子式（或物质名称、方法的代号）代表物理量,例1 催化剂的pH 滴定曲线 NaOH/mL V(NaOH)/mL 例2 原料气 CO/O2/N2=2.7/5/92.3%原料气CO/O2/N2的 配比（%）=2.7/5/92.3 各温度下的CO%各温度下的CO的转化率(%),例3 配体及配合物的抗菌活性 化合物 枯草杆菌 醋酸铜/gmL-1 487.6 配体/gmL-1 101.8 配合物/gmL-
7、1 7.5物理量应为质量浓度，如（醋酸铜）/gmL-1 例4 DSC/mW DSC/mW/mg,对于非规范的量符号，曾有如下建议：凡未列入量和单位系列国家标准的物理量以及非物理量、类量（似量），在必要的时候，可以选择由两个或两个以上并排的大写字母（有时带有下标或其他的说明性标记）组成的符号当作量符号。在该量符号中，并排的若干个大写字母用正体印刷，下标或其他的说明性标记按GB 31011993中3.1.2条的规定印刷。这已有先例，如：酸度（pH）、布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)等2。,类似地，也可有氢指数HI,氧指数OI。信噪比SNR(Signal-to noise ratio),N和S分别
8、是信号signal和噪声noise的缩写，也应排正体。,from:ISO 11357-1,请指出下图的表达问题,基于标量、矢量、张量和矩阵的特点及运算规律，从数学的角度给出物理量符号是否用黑斜体的判别方法 参见：中国科技期刊研究，2010，21（6）：884-885,3 单位符号,SI单位包括SI基本单位和SI导出单位，辅助单位不再单独成为一类，如平面角、立体角并入导出单位。单位符号排正体，如：K,;Pa;min,s,h,a;kg,（）使用国际符号,只在通俗出版物中使用单位的中文符号；对于非普及性的科学技术期刊，必须一律使用国际符号。单位的国际符号是指全世界通用的用拉丁字母或希腊字母表示的单位
9、符号，也称标准化符号。,（2）数值采用中文量词（或约数）时，不宜用单位符号,例如：两小时 两h 2 h 半小时 半h 0.5 h 几小时 几h 数分钟 数min 数毫克 数mg,(3)不得修饰单位符号 单位符号上不得附加任何其他标记和符号,用以表示量的特征和测量过程信息,即不得修饰 单位符号。举例eff,Cu(II)B.M.eff Cu(II)/B.M.30%(m/m)的NaCl,LiCl,KNO3盐水溶液均匀浸透硅胶孔洞 酸值mg KOH/g酸值m(KOH)/mgg-1,分子筛的钙交换容量达到300mgCaCO3/g分子筛 以上 每克分子筛可交换300mg以上的CaCO3=20mg(Al)/
10、L(Al)=20mg/L 茂金属催化乙烯均聚和共聚,最高催化活性可达 1.64107g PE/mol Zrh 采用稀土/烷基锌催化剂合成了二氧化碳-环氧丙烷交替共聚物，催化效率达到10g聚合物/g催化剂,The heat of polymerization is equal to 80 cal per g.of polyisocyanateThe polymerization heat of polyisocyanate is equal to334.7 Jg-1water content(Wc)=(g of water)/(g of dry polymer),(g/g)water conte
11、nt Wc=m(H2O)/m(dry polymer),in g/gThe interaction energy density B can be obtained from the value for the slope b B=-2.98 cal/(cm3 of PMMA),但某些来自单位特定的定义，并用于区分不同定义的同名单位时例外。如：国际蒸汽表卡 calIT 热化学卡 calth 15 卡 cal15 这里的下角标IT,th,15是对同名单位cal的修饰，属例外。,(4)正确使用单位符号（括号内为废除的）s(S,sec),min,h(hr,hrs),d(日),a(年)mol(M,mo
12、le(s)r/min(rpm)K(K)不能随意把英文缩写作为单位符号使用。如时 间缩写m,hr,y不能作为单位，应为min,h,a;又如 ppm,ppb等缩写不能作为单位使用。,secondsgramgppm parts per million 10-6ppb parts per billion 10-9(美、法等)10-12（英、德等）ppt parts per trillion 10-12(美、法等)10-18（英、德等）,化学位移(chemical shift)的含义：在试样谱线与任意选择的参比试样共振谱线之间的磁场差的相对值。,由人名（surname）全拼构成的度量单位小写，例如：am
13、pere debye newtonangstrom gauss pascalcoulomb hertz poisecurie joule wattdalton kelvin weber,此外，数值与单位符号间要适当留空（如1/4字空），但和%例外。4 图坐标与表栏头 用量与单位的比值表示图的坐标与表栏头 T/K,不用T,K T(K)T=300K T/K=300,lgt/min lg(t/min)有量纲的物理量不能取对数，只有纯数才有对数量 p/MPa ln(p/MPa)量与单位符号中的斜线（/）在同一个水平上不得超过一条，如涉及浓度和速度量时，可采用加括号或负指数的形式。如：c/mmol/L
14、c/mmolL-1(dQ/dt)/(mJ/s)/Kmin-1,某些经验式，只是当物理量以特定单位表示时，等式两侧在数值上才相符。Tcc=233.852.30.52COOH in:此式也可以写成：Tcc/=233.852.30.52COOH 关系式右侧：是以dlg-1为单位时的数值；COOH：以meq kg-1为单位时的数值,5 词头,词头的作用是使量值向增大（或缩小）的方向扩展，使量值（意指数字）处于0.11000之间，如：0.00394m3.94mm（注意：这里的量值实际上指的是数字）SI词头一律用正体字母，词头符号与单位符号之间不留空隙。千以下小写 Y,Z,E,P,T,G,M,k,h,da
15、,d,c,m,n,p,f,a,z,y 共有20个词头，7个大写，13个小写,误用例 KJkJ MJmJ 相差109！压力3.0 mPa MPa词头的使用规则：(1)不得单独使用词头 词头用于构成倍数单位（十进倍数单位与分数单位）,但不得单独使用 如：(m)k(),(2)词头不得重叠使用 mmnm 103NAA 甲醇浓度5000 mg/L5g/L 电镜标尺 3104nm30m 天平感量110-3mg1g（注意：这样改写会改变“准确度”）,(3)组合单位的倍数单位一般只用一个词头,并尽量用于组合单位中的第一个单位 如:力矩的单位kNm，不写Nkm 留有余地,B物质的量浓度cB，mmoldm-3 分
16、母中一般不用词头 kJ/mol 不写 J/mmol,但应注意到如下例外 i)/kg 除外，如可写成kJ/kg 杀虫剂在蔬菜中的残留量为0.2mg/kg 不必改为0.2g/g 纤维素E的含量mg/1000gmg/kg 但不能写kg“千克”（kg）的双重性；kg 是基本单位；k与g的组合,ii)“当组合单位分母是几何量长度、面积和体积等几何量单位时分母中可以选用某些词头构成倍数单位 例如：体积质量的单位可以选用g/cm3。”（见GB 3100-93国际单位制 及其应用4.3）电流密度 127A/cm2 聚合电量 200 mQ/cm2 检出限 0.24 ng/mL 测量范围 0.0510.0mg/m
17、L 纤维素E含量 mg/100g,如下表达是不规范的：铜量在 010g/25mL范围内符合比尔定律 00.4 mg/L mJ/mg,组合单位分母是质量单位时，标准并未提到可以选用词头。(4)不在分子，分母中同时使用词头 mJ/mgJ/g,(5)不应在组合单位中同时使用单位符号 和中文符号 km/小时km/h K/分K/min(6)角度单位度、分、秒与时间单位日、时、分等不得用SI 词头构成倍数单位,(7)词头与单位符号共同组成一个新 单位，则 词头与单位符号具有 相同的幂次 1s-1=(10-6s)-1=106s-1 10000000m210Mm2 10(106m)2=101012m2,（8）
18、按国际单位制的最新规定，mK和m均可使用。国际计量局（BIPM）.国际单位制(SI)，第7版.1998.李慎安,赵燕译.北京:科学出版社,2000,一个典型示例 C/10-3mL/mL 相当于词头重叠10-3m 分子、分母同时使用词头 m/m 双斜线/应改写成：C/mLL-1,6 多元系组元间的数量关系,几个表达不确切的例子：Interpenetrating polymer networks(IPNs)with different composition PECH/PMMA:1,100/0;2,75/25;3,65/35;4,50/50;5,35/65;6,0/100 molar ratio
19、or mass ratio?,有效色浆浓度（ECP）为能着出均匀色调的着色液中，每100g树脂液最少需加的色浆份数（g）ECP/100g phr:parts per hundreds of rubber(or resin)对每100份（以质量计）橡胶（或树脂),再另外添加的份数,含量%，浓度%是一种习用错误表达 含量是用于定性描述混合物组成的一个 笼统概念,而非物理量。含量和浓度可用于定性表达混合物中组分 的多少或作为一般性术语使用。含量、百分率的叫法未指明其属性,%(W/W),%(m/m),wt%(V/V),V%(mol/mol),mol%(m/V)不能在单位上附加量的信息,即不能用m/m和
20、V/V 来修饰单位%质量单位与体积单位不是同一类量的单位,相除结果不为1,不能以%表示。,正确的表达：质量分数 某成分的质量与总体质量之比 体积分数 摩尔分数 质量浓度 某成分的质量与总的体积之比 kg/m3 kg/L g/L g/100mL,m/V在一定的体积中溶有一定的溶质，这是一个浓度的概念。其中的g/L是不能消掉的，所以显然更不能以百分浓度来表示。原则上讲，单位g/100mL分母中的100m也是属于词头的重叠，但在100ml溶剂中所溶有的溶质的量，这恰是溶解度的概念，应准予使用。,“由于百分和千分是纯数字,质量百分或体积百分的说法在原则上是无意义的。”正确的表达方法是：例如 质量分数为
21、0.67或质量分数为67%；体积分数为0.75或体积分数为75%。质量分数和体积分数也可以这样表示，例如5g/g和4.2mL/m3,7 图表中物理量单位的倍数,以温度的倒数为例，当以K为单位，1/T往往为一较小的数值，需乘以103，才能使数值处于0.11000之间，在坐标表达中这个103究竟放在哪里？,中外书刊中的多种表达(1)（1000/T）/K-1 1000/T(K-1)103T-1/(K-1)1000/T in K-1 103T-1/K-1 103T-1 in K-1(103/T)/K-1(2)T-1/10-3K-1(3)1000K/T 103K/T(4)含义不明确 1/(T1000)K
22、 1/T(K-1103)(5)无单位 1000/T(1/T)103(6)1000/T/K-1 类似地：105c/molL-1 or c/(10-5molL-1),8 角标,功能：标识物理量的特定属性（如状态、条件等)角标的正斜体 指某种性质用正体下标例如：Tp p=peak HT T=total Ea a=apparent,autocatalyzed Ec c=catalyzed,The molar heat capacity of liquid at Tg(Tg)(Tg),CpPCR phase-corrected reversing capacity 相位校正可逆（定压）热容 CpPCNR
23、 phase-corrected non-reversing heat capacity 相位校正不可逆（定压）热容,CpT the reversing or total heat capacity 可逆热容或总热容 CpNR the non-reversing heat capacity 不可逆（定压）热容CpPCNR phase-corrected non-reversing heat capacity 相位校正不可逆（定压）热容,当角标是可变动的量符号、变量（如 x,y）、变动附标为斜体。角标是数字时是正体，而作为表示数 的字母符号为斜体。例 配合物的逐级稳定常数 Ki(i=1,2,3,
24、n),下标的选定应易理解，不费解，并不致引起 误解 角标应尽量简单（单一），不必加简略点 如 DTA曲线的外推始点（extrapolated onset)Te,而非 Te.o.Te.尽量避免使用汉字作下角标 当某个物理量含有多个角标时，应分清是上 角标、下角标、平排、三踏步，以及正斜体 如：Hm Hm 0,9 正确使用物理量名称,正确使用物理量名称（括号内为废除的）体积密度，质量密度，简称密度（比重）质量mass（重量weight）质量是指物体中所含物质的多少 物体在特定参考系中的重量为使该物体在 此参考系中获得其加速度等于当地自由落 体加速度时的力。实际上，它指的是一 种引力，如月球上同一物
25、体的重量只有 地球的,质量，质量分数，质量比（重量,重量分数，重量比，质量百分比浓度）体积分数（体积百分比浓度）比热容 specific heat capacity（比热）比specific加在量的名称之前是表示该量除以 质量，如：c=C/m,物质的量，mol（摩尔数）（克分子浓度M 当量浓度N）M=1mol/L mol/L=N离子价数 如：钙离子为价离子，4.4 meq2=2.2 mmol/L相对原子质量（原子量）相对分子质量（分子量）不用复音的单位名称,自然垒结状态下单位容积土体（包括土粒和空隙）的质量（g/m3 或t/m3）称体积质量（土壤容重）,10 使用法定计量单位 常用量和单位表
26、化学化工常用非法定计量单位和换算 系数 法定计量单位速查手册,11 贯彻有关量和单位的国家标准任重道远 中外现行书刊尚存在许多不规范的 表达，并表现在：人们长期形成的习惯，国外科技 期刊并不很在意“规范化”；,从实验和数据表达的角度尚感到某些不便；1998年7月27日 国家技术监督局和卫生部联合发出 关于血压计计量单位使用规定的补充通知 允许有条件恢复使用毫米汞柱（mmHg）:1 非出版物 如医疗常规文书：临床病历、体检报告、诊断证明、医疗记录等,出版物或对外交流可以使用mmHg或kPa,通常应注明它们的换算。血压计的示值是表压（pe）,它是表示 总压（p）与环境压力(pamb)之差 pe=p
27、 pamb,对个别条欵尚有不同意见。如：“分子量”改称“相对分子质量”期以来如高分子学报、Applied Polymer Science 等中外科技期刊仍采用 分子量（molecular weight）、分子量分布(molecular weight distribution)。,又如“相对原子质量”原子量是元素的“平均相对原子质量”，如氧的原子量是16O,17O,18O 3种稳定同位素按丰度计的相对原子质量平均值；而“相对原子质量”应指某一单一核素（如16O）的相对质量。,“原子量”“分子量”与“相对原子量质量”“相对分子质量”术语的讨论 科技术语研究，2005，7（4）：16-28 ISO
28、31,Part 8:physical chemistry and molecular physics GB 3102.81986;GB 3102.81993,对上述称谓有争议 民意调查结果：支持保留“原子量”“分子量”的占34%，支持使用“相对原子质量”的占22%，建议两者同时使用的占44%。一种（折中的）意见：相对原子质量（简称原子量）相对分子质量（简称分子量）,理由：历史渊源和意义 原子量（atomic weight）是由化学原子论的创始人道尔顿在19世纪初提出的，沿用至今；“原子量”一词用得好-认为“量”字并未指是质量还是重量，是相对量还是绝对量，因此比原文具有更强的生命力-用字少，简明
29、。可以认为“原子量”就是relative atomic mass 的正式中译名；,约定俗成 长期以来如高分子学报、Applied Polymer Science 等中外科技期刊仍采用分子量（molecular weight）、分子量分布(molecular weight distribution)。国外仍普遍使用“原子量”和“分子量”；术语应保持相对稳定 现行的中学教科书已使用“相对原子质量”,“相对分子质量”。,中科院盐湖所肖应凯认为（中国科技术语，2008，1：32-36）：不能用“相对原子质量”代替“原子量”，因为它们是表征具有不同特征两个事物的科技术语，不能混淆。,原子量 某一元素天然
30、核素组成的各原子的平均（加权）质量与原子12C质量1/12的比值 是无量纲的 原子质量 是对某一特定同位素而言的 相对原子质量 原子质量并不直接写成多少kg,而是以12C质量的1/12，即 1u=1.660 533 86(28)x10-27 kg 为基准,既是相对的；又是 绝对的，是以kg 来度量的 是有量纲的,说明经过一段时间的实践，除认真贯彻相关标准外，也须考虑“标准”本身的修订、完善。,要点 A=AA,这是构成图坐标和表栏头的基础 量符号排斜体，可以修饰 单位符号排正体，并不得修饰，如：g of water 不同定义的同名单位例外；不用 ppm,ppb,ppt 词头 k 以下小写 多元系的正确表达是 质量分数 体积分数 摩尔分数 质量浓度 在科学实验中，较常用的是质量，而不是重量,
