我国法定计量单位的基本常识
一、法定计量单位意义
法定计量单位是国家以法令的形式和规定使用的计量单位。国务院于1984年2月27日早就发布了“关于在我国统一实行法定计量单位的命令”,进一步统一了我国的计量
制度
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,它涉及到国民经济的各行各业和人民生活的广大领域,特别在检测工作中,对于每一个量的检测结果及区别和确定其本质和属性,以及被测量值都离不开计量单位。
我国的法定计量单位以国际单位制(SI)为基础的,但也有国家选定的非国际单位制单位。量、单位和符号必须使用国家
标准
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GB3100-GB3102—93的规定,这是一个强制性标准。关于溶液浓度的
表
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示,使用GB/T2001.4-2001的规定。
二、我国法定计量单位的组成
我国颁布的法定计量单位,包括下列两部分:
(一)国际单位制(SI制)
表1 国际单位制的基本单位
量的名称
单位名称
单位符号
长度
米
m
质量
kg(公斤)
kg
时间
秒
s
电流
安(培)
A
热力学温度
开(尔文)
K
物质的量
摩(尔)
mol
发光强度
坎(德拉)
cd
注:基本量的主单位为基本单位,它是构成单位制中其它单位的基础,SI制选定上述七个基本量,详细定义,由于篇幅不作介绍。
表2 国际单位制的辅助单位
量的名称
单位名称
单位符号
平面角
弧度
rad
立体角
球面度
sr
注:它既可以作基本单位使用,又可以作为导出单位使用。
表3 国际单位制中具有专门名称的导出单位
量的名称
单位名称
单位符号
其它表示或例
频率
赫(兹)
HZ
s-1
力、重力
牛(顿)
N
kg·m/s2
压力、压强、应力
帕(斯卡)
Pa
N/m2
能、功、热
焦(耳)
J
N·m
功率、幅射通量
瓦(特)
W
J/s
电荷量
库(仑)
C
A·s
电位、电压、电动势
伏(特)
V
W/A
电容
法(拉)
F
C/V
电阻
欧(姆)
Ω
V/A
电导
西(门子)
S
A/V
磁通量
韦(伯)
Wb
V·s
磁通量密度,磁感应强变
特(斯拉)
T
Wb/m2
电感
亨(利)
H
Wb/A
摄氏温度
摄氏度
℃
光通量
流(明)
Im
cd·sr
光照度
勒(克斯)
Ix
Im/m2
放射性活变
贝可(勒尔)
Bq
s-1
吸收剂量
戈(瑞)
Gy
J/kg
剂量当量
希(沃特)
Sv
J/kg
注:导出单位是在选定了基本单位后,按物理量之间的关系,由基本单位用算式导出的单位。
表4 用于构成十进倍数和分数单位的词头
所表示的因数
词头名称
符号表示
所表示的因数
词头名称
符号表示
1018
艾(可萨)
E
10-1
分
d
1015
柏(它)
P
10-2
厘
c
1012
太(拉)
T
10-3
毫
m
109
吉(咖)
G
10-6
微
106
兆
M
10-9
纳(诺)
n
103
千
k
10-12
皮(可)
p
102
百
h
10-15
飞(母托)
f
10
十
da
10-18
阿(托)
a
注:1、104称万,108称亿,1012为万亿,这类数字的使用不受词头名称的影响,但不应与词头混淆。
2、词头不能重叠使用,如毫微米(mm),应改用纳米(nm);微微法拉,应改用皮法(PF)。词头也不能单独使用,如15微米不能写成15。
3、倍数、分数单位的词头如何正确选取?一般应使量的数值处于0.1-1000范围之内。如1.2×104N(牛顿),词头应选用k(103)写成12kN,也不能选用M(106),写成0.012MN。又如0.00394m应写成3.94mm;11401Pa应写成11.401kPa;又如3.1×10-9s(秒),词头应选取n(10-9)写成31ns(纳秒),也不能写成词头P(10-12)3100Ps。
4、但在一些场合中习惯使用的单位可不受数值限制。如机械制图中长度单位全部用毫米(mm);导线截面积单位用平方毫米(mm2),国土面积用平方千米(km2)等。
(二)我国选定的非国际单位制单位
表5 国家选定的非国际单位制单位
量的名称
单位名称
单位符号
换算关系和说明
时间
分
min
1min=60s
(小)时
h
1h=60imn=3600s
天(日)
d
1d=24h
年
a
1a=365d
平面角
(角)秒
(″)
1″=(π/648000)rad
(角)分
(′)
1′=60″
度
(°)
1°=60′
旋转速度
转每分
r/min
1 r/mn=(1/60)s-1
长度
海里
n mile
1n mile=1852m(只用于航行)
速度
节
kn
1kn =1n mile/h=(1852/3600)m/s
(只用于航行)
质量
吨
原子质量单位
t
u
1t=103kg
1u≈1.650565×10-27kg
体积
升
L (l)
1L=1dm3=10-3m3
能
电子伏
eV
1eV≈1.6021892×10-19J
级差
分贝
dB
线密度
特(克斯)
tex
1tex=1g/km
注:1、周、月为一般常用时间单位。
2、角度单位度、分、秒的符号不处于数字后时,用括弧。(说明一点,有些教师在试卷卷面对考题的标注分值用”表示,是不妥的。如15”,应15分)。
3、升的符号中,小写字母1为备用符号。
4、人民生活和贸易中,质量习惯为重量。
三、组合单位
由以上单位构成的组合形式的单位简称组合单位,也就是说指由两个或两个以上的单位用相乘、相除的形式组合而成的新单位。构成组合单位可以是国际单位制单位和国家选定的非国际制单位,也可以是它们的十进倍数或分数单位。如:
电量 单位量“千瓦小时”(kwh)
应力 单位量牛顿/毫米2(N/mm2)
量浓度 SI制单位为mol/m3;
分析
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化学中常用 mol/dm3;习惯上用法定单位mol/L或mol/1都可以。
力矩 单位量“牛顿米”符号应为N·m,而不宜写成m·N,以免误解为毫牛顿。
粘度 单位量“帕斯卡秒(Pa·s)中文符号是“帕·秒,”
热导率 单位量W/k·m不能写W/k/m。
20摄氏度 单位量符号为20℃,但不能写成并读成“摄氏20度”。
30km/h 应读成“三十千米每小时”。
非物理量 单位(如件、台、人、圆等)可用汉字与符号构成组合单位。
习惯使用的统计单位,如万公里可记为“万km”或“104km”万吨公里可记为“万t·km”或“104t·km”。
不得使用重叠的词头。如λ230nm不应该写成230mm
凡是通过相乘构成的组合单位在加词头时,应加在组合单位中的第一单位之前,如,力矩N·m,加词头k,应写成kN·m,不写成N·km。
四、法定计量单位常见使用差错
表6 法定计量单位常见使用差错
量名称
单位名称
正确表示
错误表示
符号
中文符号
符号
中文符号
长度
米
m
米
M
千米
km
千米
KM
厘米
cm
厘米
CM
毫米
mm
毫米
MM,m/m
微米
m
微米
纳米
nm
纳米
m,mm
皮米
pm
皮米
面积
平方米
㎡
米2
M2
米平方,平米
平方千米
km2
千米2
KM2
千米平方,平方公里
平方厘米
cm2
厘米2
CM2
厘米平方,平方公分
体积
容积
立方米
m3
米3
M3
方,立方,立米,米立方
立方厘米
cm3
厘米3
CM3,CC
厘米立方,西西
升
L,(1)
升
公升,立升
质量
千克(公斤)
kg
千克
KG
克
g
克
gr,gm,G
吨
t
吨
T
公吨
力
牛顿
N
牛
n
牛顿
兆牛顿
MN
兆牛
mN
兆牛顿
重力
千牛顿
kN
千牛
kn
千牛顿
毫牛顿
mN
毫牛
MN
毫牛顿
压力
帕斯卡
Pa
帕
PA
mmHg柱
mmH2O柱
atm
毫米汞柱
毫米水柱
大气压
时间
秒
s
秒
S,(″)
分
min
分
(′)
小时
h
小时
hr,H
天(日)
d
天(日)
D
年
a
年
y,yr
角度
弧度
rad
弧度
Rad
度
(°)
度
角分
(′)
分
角秒
(″)
秒
球面度
sr
球面度
Sr
度
角速度
转每分
r/min
转/分
rpm
转分种
弧度每秒
rad/s
弧度/秒
速度
节
kn
节
KN
米每秒
m/s
米/秒
M/S
秒米·每秒米
千米每小时
km/h
千米/时
KM/H
千米/小时
温度
开尔文
K
开
°K
度,开尔文,开氏度
摄氏度
℃
℃
(°),deg
度
粘度
帕斯卡秒
Pas
帕·秒
p,p0泊
1P=0.1Pas
二次方米每秒
m2/s
st
斯(托克斯)1st=10-4m2/s
特克思
tex
denier
旦尼尔1denier=0.111112tex
功能
焦耳
J
焦
焦耳
千焦耳
kJ
千焦耳
KJ
千焦耳
Kcal
1kcal=4.17kJ
erg
1erg=10-7J
电子伏特
eV
电子伏
伏
千瓦小时
kwh
千瓦时
KWH
hph(马力小时)
度
1hph=2.65×106J
功率
电流
瓦特
W
瓦
安培
A
安
amp,Amp
安培
五、物质的量的单位mol的定义
摩尔是一系统物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0.012kg碳-12的原子数目相等。在使用摩尔时,基本单位应予指明,可以是原子、分子、离子、电子及其它粒子,或是这些粒子的特定组合。
它有三层意思:
1 摩尔(mol)是物质的量单位,不是质量的单位。
2 摩尔这个单位的大小是与0.012kg碳-12的原子数目相同,它等于亚佛加德罗常数6.022045×1023mol-1。
3 必须指明基本单位。如:
1mol K,(钾)不能再说1克原子K(钾);
1mol(1/2H2SO4),不能再说1克当量H2SO4;
1mol
,不能再说1克式量
;
1mol H+,不能再说1克离子H+;
1mol e(电子),不能再说1法拉第电子。
六、摩尔质量MB的定义
物质B的质量mB除以物质的量nB。即MB=mB/nB,其中MB是nB的导出单位,使用时必须标明基本单元,其SI单位为kg·mol-1,在分析化学使用的单位为g·mol-1,
摩尔质量就是其相对原子量(Ar)或相对分子量(Mr)或其特定组合量乘以g·mol-1。
表7 摩尔质量常见使用差错
摩尔质量
应废除的量
M(H)=1.008 g· mol-1
1克原子量H=1.008g
M(H2)=2.016g g·mol-1
1克分子量H2=2.016g
M(H2SO4)=98.08 g·mol-1
1克分子量H2SO4=98.018g
M(1/2H2SO4)=49.04 g· mol-1
1克当量H2SO4=49.04g
M(1/5KMnO4)=31.61 g· mol-1
1克当量KMnO4=31.61g
M(NaCl)=58.44 g·mol-1
1克式量NaCl=58.44g
对于同一物质,其基本单元选择不同时,其摩尔质量不相等。如:
M(1/5KMnO4)=31.61 g·mol-1 (酸性溶液中);
M(1/3KMnO4)=52.68 g·mol-1(碱性溶液中)。
七、物质的量浓度定义即摩尔浓度,量符号用CB表示
物质B的物质的量除以混合物的体积,即CB=nB/V,CB是nB的导出量,使用时必须指明其基本单元。其SI制单位为mol·m-3,分析化学常用单位为mol·dm-3,习惯上常用法定计量单位mol·L-1。
表8 物质的量浓度用后可以淘汰的量和单位
物质B
物质B的浓度CB(mol/L)
淘汰的量和单位
相应的质量浓度(g/L)
1/5 KMnO4
0.1
当量浓度0.1N KMnO4
3.16
NaOH
0.1
克分子浓度0.1M NaOH
4.0
H2SO4
0.1
克分子浓度0.1M H2SO4
9.8
1/2 H2SO4
0.1
当量浓度0.1N H2SO4
4.9
NaCl
0.1
克式量浓度0.1F NaCl
5.84
必须指明基本单元。如:KMnO4溶液为0.1 mol/L=15.8g/L,它在酸性条件下,用基准物Na2C2O4标定时,
即等于
即=3.16g/L
注:现在的
,即为已废除的过去使用惯的0.1N KMnO4溶液。
八、物质B的质量浓度(量符号为B)
与过去常用质量浓度相一致,只不过加了量符号。应注意:
①用于表示元素标准溶液或基准溶液浓度和水质组分含量时,必须标明量符号,并注明基本单元B。
如(
)=2mg/ml,废除1ml相当于2mg
表示法,也废除2000ppm表示法。但可写成(
)/(mg·ml-1)=2的形式。
②一般情况下,用B表示元素标准溶液浓度时,只写整数,或需要写小数时,只保留小数点后非零数字,不考虑关于有效数字的规定。如:
(cu)=2mg/mL不写成(cu)=2.00mg/mL或(cu)=2.0mg/mL。
(Ag)=1.5mg/mL不写成(Ag)=1.50mg/mL;
(Au)=1ng/mL不写成(Au)=1.0ng/mL。
③废除质量体积百分比浓度(即过去用惯的%(W/V)表示)
凡是以“%”符号表示的量应该是无量纲量,其SI单位为1,而质量体积百分浓度%,其质量单位为“g”,与体积单位“mL”无法相约,所以表示为百分数是缺少根据的。因此只能用物质的质量浓度代替质量体积百分比浓度。用g/mL、g/L以及它的分倍数表示,又因组合单位的分母不应带系数,不能以20g/100mL表示,而应以200g/L或0.2g/mL表示。