量是物理量的简称,是现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。凡是可以定量描述的物理现象都是量,量都是可测的。为了对量进行定量确定,需要在同一类量中选出一个称之为单位的参考量,于是这一类量中的任何其他量,都可以用这个单位与一个数的乘积表示,这个数就称为该量的数值。例如:m =15 kg,m是某物体质量的量符号,kg是质量单位千克的符号,15就是以kg作单位时某物体质量的数值。
对于任何一个量A,都可以写出A={A}·[A]。式中,{A}代表A在使用单位[A]时的数值,[A]代表量A的单位。从此可以看出,量值与单位的选择无关,就是说单位[A]变大或变小后,只影响到与之相关的数值{A},而不会改变量A的大小。
1 量名称
量都有各自的名称。GB 3100~3102—1993(共15个标准)中共列出了614个量的名称,他们是标准化名称。对于量的名称的使用,应注意以下几点:
1.1 不应使用已废弃的名称
表1中列出了一些常见的在使用的废弃的量名称和标准化量名称的对照。
表1 常见标准化量名称与废弃的量名称的对照例表
标准化量名称 |
废弃的量名称 |
说明 |
质量 |
重量 |
在科学技术中,重量表达的力的概念,其单位为N,而质量单位为kg,二者不可混淆。只在人民生活和贸易中,质量习惯称为重量,但国家标准不赞成这种习惯 |
体积质量,[质量]密度 |
比重
|
历史上“比重”有多种含义:当其单位为kg/m3时,应称为体积质量;当其单位为1,即表示在相同条件下,某一物质的体积质量与另一参考物质的体积质量之比时,应称为相对体积质量。 |
相对体积质量,相对[质量]密度 |
电流 |
电流强度 |
单位为A |
物质的量 |
摩尔数,克原子数,克分子数,克当量 |
单位为mol。 |
质量分数 |
重量百分数,质量百分比浓度,浓度 |
单位为1,是某物质的量与混合物的比 |
体积分数 |
体积百分比浓度,体积百分含量,浓度 |
单位为1,是某物质的体积与混合物的体积之比 |
质量浓度 |
浓度 |
单位为kg/m3,是某物质的质量除以混合物的体积 |
浓度,物质的量浓度 |
摩尔浓度,体积克分子浓度,当量浓度 |
单位为mol/m3,常用mol/L,是某物质的量除以混合物的体积 |
需要特别说明的是:
(1)现行大学、中学化学课本中使用了不少应废弃的量名称,甚至前几年的高考试卷中也多次出现了质量百分比浓度、质量百分含量、分子量、摩尔浓度等应予以废弃的名称;在有的新编的高中物理教材中,“质量热容”(也叫“比热容”)仍叫“比热”,“物质的量”仍错误地称为“摩尔数”。这是非常不应该的,也是大家应引起注意的,不要因为大学、中学课本是这样写的就认为是对的,一切应以国家标准为准。
(2)现在滥用“浓度”的现象非常普遍。只有“物质的量浓度”可以简称“浓度”,其单位是mol/m3或mol/L。其他含“浓度”一词的量名称,都必须说出全称,如把“质量浓度”(单位是kg/m3或g/L)说成“浓度”就是错误的;又如我们过去经常说的“体积百分比浓度”,应叫“体积分数”;又如某物质的“分子浓度”(单位为m-3),也不能叫“浓度”等等。
(3)关于“质量”与“重量”。质量有两重含义,一是指产品的性质、本质,比如我们经常提到的质量监督、《产品质量法》等等;二是指物体的质量,即我们习惯说的“重量”,在我国标准和国际标准中的“质量”均是这个含义。因为我们行业——“质量技术监督”的特殊性,在我们的刊物中,一般使用“质量”指产品的性质、本质,同时仍沿用“重量” 一词来指现在国家标准中定义的物体的质量,以避免与执法中的“质量”概念相混淆。
1.2 不得使用自造的名称
自造的名称最多的是在量的某一个单位名称上加一个“数”字。例如:把土地面积叫“亩数”,长度叫“米数”,时间就“秒数”等,最常见的是把物质的量叫“摩尔数”。
1.3 不应用俗称
如“含量”。要注意“含量”不是物理量。我们经常在文稿或产品包装上见到“含量”,如“蛋白质含量”、“酒精含量”等,这是不正确的说法。“含量”这个词在定性描述中可以使用,如“食品中脂肪含量高,蛋白质含量低”等;但在定量描述时,应根据其具体所指改为具体名称,如:
“空气中氧含量为20 %”应改为“空气中氧的体积分数为20 %”
“纤维含量棉/毛=20/80”一般是指质量分数,应改为:m(棉)/m(毛)=20/80
或者可用两个物质的单位的比来表示含量,如茶叶中硒的质量分数为3.5 ng/g,也可写为“茶叶含硒量为3.5 ng/g”。
2 量符号
2.1 纤检工作中常用的量符号
GB 3100~3102—1993对每一个量都给出了1个或2个以上符号,这些符号就是标准化符号,部分常用符号见表2。
表2 常用量的名称及符号
量的名称 |
量的符号 |
量的名称 |
量的符号 |
长度 |
l, L |
质量 |
m |
宽度 |
b |
分子质量 |
m |
高度 |
h |
体积质量,[质量]密度 |
ρ |
厚度 |
d,δ |
相对体积质量,相对[质量]密度 |
d |
半径 |
r, R |
线质量,线密度 |
ρl |
直径 |
d, D |
力 |
F |
距离 |
d, r |
重量 |
W , (P , G) |
笛卡儿坐标 |
x, y , z |
压力,压强 |
p |
面积 |
A , (S) |
功率 |
P |
体积 |
V |
色品坐标,三色坐标 |
x , y , z |
时间,时间间隔,持续时间 |
t |
热力学温度 |
T , (Θ) |
速度 |
v, c |
摄氏温度 |
t,θ |
周期 |
T |
热,热量 |
Q |
频率 |
f,υ |
热导率,(导热系数) |
λ, (κ) |
旋转频率 |
n |
传热系数 |
K , (k) |
波长 |
λ |
表面传热系数 |
h , (α) |
辐[射]能 |
Q , W , (U , Qe) |
物质的量 |
n , (υ) |
辐[射]强度 |
I , (Ie) |
摩尔质量 |
M |
[光]照度 |
E , (EV) |
摩尔体积 |
Vm |
电流 |
I |
体积质量,质量密度,密度 |
ρ |
电位,(电势) |
V ,φ |
B的质量浓度 |
ρB |
电位差,(电势差),电压 |
U , (V) |
B的质量分数 |
wB |
电容 |
C |
B的浓度
B的物质的量的浓度 |
cB |
[直流]电阻 |
R |
B的摩尔分数 |
xB , (yB) |
[直流]电导 |
G |
B的体积分数 |
φB |
电阻率 |
ρ |
溶质B的质量摩尔浓度 |
bB , mB |
电导率 |
γ,σ |
|
|
2.2 对量符号的使用,应注意以下几点:
2.2.1 应使用斜体
标准中规定,量符号必须使用斜体字母;只有pH例外,应使用正体。
2.2.2 应使用新标准规定的符号
例如:质量的规范化符号是m,而常见用W、P、Q等表示。
一般情况下,量符号的大小写是不能互换的。例如:摄氏温度的符号为t或θ,热力学温度的符号为T或Θ,但经常被混用,写出t=165 K或T=32 ℃,规范的表示应为T=165 K和t=32 ℃。
2.2.3 量符号一般为单个拉丁字母或希腊字母,有时带有下标或其他说明性符号
例如:力F,体积质量ρ等。有25个特征数符号由2个字母组成。
值得注意的是,相当多的人用多个字母组成一个量符号,例如:把“临界高温”、“临界低温” 的量符号分别写为“CHT”、“CLT” (它们分别来自“critical high temperature”和“critical low temperature”,这是不规范的。这里的主符号都是T(假定为热力学温度),规范的表示应为Tc,h和Tc,l 。
2.2.4 不能把量符号作为纯数使用
例如:“物质的量为n mol”,“压强的对数lg p(kPa)”,“(t-10)℃等,就是把量符号n,p作为纯数使用了。正确的标志应为:“物质的量为n,单位为mol” ,“压强的对数lg(p/kPa)”,“t-10 ℃”等。
2.2.5 不能把化学元素符号作为量符号使用
把化学元素符号作为量符号使用的情况非常普遍。例如:“H2﹕O2=2﹕1”,这是典型的不规范的表达方式,其含义也不清楚。该式的规范化表示应如下:
如指质量比,应为m(H2)﹕m(O2)=2﹕1
如指体积比,应为V(H2)﹕V(O2)=2﹕1
如指物质的量的比,应为n(H2)﹕n(O2)=2﹕1 。
以往很多文献中将m(H2)表示成m H2 。现标准不主张采用这种方式。按照现标准,代表物质的符号表示成右下标,如cB等,而将具体物质的符号及其状态等置于与主符号齐线的圆括号中,如:硫酸的浓度,过去经常表示为cH2SO4 ,而标准化表示法为c(H2SO4)等。我们应尽快熟悉这种标准化表示法。
另外常见把元素分子式后加“%”当作量符号用,如“ MnO2 % = 58.4 %”。这也是不规范的。这里指的是MnO2的质量分数,应表示为“ w(MnO2) = 58.4 %”。
还常见“ vol %”、“ mol %”等,规范符号应为体积分数“φ”、摩尔分数“x”或“y”。
3 量符号的下标
量符号下标的书写和印刷是有比较严格的规则的。现广泛被采用的量的下标书写规则,是由国际性标准化组织之一——国际电工委员会(IEC)提出的。GB 3100~3102—1993对许多量符号规定了下标,主要依据的也是这个原则,见表3。
表3 部分IEC推荐使用的下标符号及其含义
中文含义 |
英文含义 |
短式下标 |
长式下标 |
周期变化量的均方根值 |
root-mean-square value ( of a periodic quantity ) |
eff,rms |
|
峰值 |
peak value |
m |
|
极大值(不是峰值含义) |
maximum(not in the sence of peak value) |
m |
|
[算术]平均值 |
average(arithmetic mean value) |
av,ar,moy |
|
中值 |
median |
med |
|
极小值 |
minimun |
min |
|
绝对的 |
absolute |
a |
abs |
相对的 |
relative |
r,* |
rel |
参考的 |
reference |
ref |
|
误差 |
error |
e |
er |
偏差 |
deviation |
d |
dev |
修正 |
correction |
c |
cor |
附加的,辅助的 |
additional |
a |
ad |
剩余的 |
residual |
r |
rsd |
合成的,结果的 |
resulting |
r |
rsl |
总的 |
total |
t |
tot |
和,总和 |
sum |
Σ |
sum |
差 |
difference |
Δ,d |
dif |
理想的 |
ideal |
I |
id |
标准的,名义的 |
nominal |
n |
nom |
额定的 |
rated |
r |
rat |
极限的 |
limiting |
l |
lim |
普通的,常见的 |
usual |
u |
us |
标准化的 |
standardized |
s |
std |
理论的 |
Theoretical |
th |
theor |
实际的,真实的 |
real(true) |
r |
re |
测得的 |
Measured |
m |
mes |
实验的 |
Experimental |
exp |
|
计算的 |
Calculated |
c |
calc |
原始的,开头的 |
Initial |
0,I |
ini |
最终的 |
Final |
f |
fin |
无穷 |
At infinity |
∞ |
|
3.1 一般原则
在实践中选用下标的一般原则是:首先选用规定的下角标,当找不到国际性规定的下角标时,可以用汉语拼音或汉字量名称的缩写作下角标。
3.2 要注意区分下角标字母的正斜体
(1)凡量符号和代表变动性数字的字母作下角标时用斜体;其他情况均用正体。如:
斜体下角标:
比定容热容cV , V 为体积量符号;
质量mi(i =1,2,3),i 代表变动性数字。
正体下角标:
宏观总截面Σtot , tot 是total(总的)的缩写;
质量最大值mm , m是maximum(最大的)的缩写。
正体、斜体混合下角标:
摩尔定压热容Cp,m , p是压力的量符号,m 为molar(摩尔)的缩写。
(2)单位符号和代表物质的符号作下角标用正体。如:
3小时的辐射能W3h ,B的物质的量的浓度cB 。
3.3 要注意区分下角标字母的大小写
(1)量符号和单位符号作下角标,其字母大小写同原符号。如:
比定容热容cV , V 为体积量符号;
3小时的辐射能W3h ,h 为时间单位符号。
(2)来源于人名的缩写作下角标,用大写体。如:
波尔兹曼常数kB , B是波尔兹曼的缩写。
(3)某些特殊情况下,汉语拼音字母作下角标,应用小写体。
(4)一般均用小写体。
3.4 当一个量符号中出现2个以上下角标或下角标上代表物质的符号比较复杂(如有分子式或带有下角标等)时,可把这些下角标符号置于量符号之后的圆括号中。如:
W(5h, -35℃) 表示5h放电的一蓄电池在-35℃温度下的电能容量,一般不写成W5h,-35℃ 。