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量名稱和量符號 科技論文往往有量和單位,用來對科學概念進行定義、描述、代替、度量、計算和比較,其使用標準、規(guī)范與否直接影響論文水準的高低。世界各國對量和單位的標準化、規(guī)范化一般比較重視,對論文中量和單位的使用一般也有明確的要求。我國在這方面也很嚴格,于1994年發(fā)布了《關于在全國開展“量和單位”系列國家標準宣傳貫徹工作的通知》,明確指出:“根據(jù)《中華人民共和國計量法》和《中華人民共和國標準化法》,要求所有1995年7月1日以后出版的科技書刊、報紙、新聞稿件、教材、產(chǎn)品銘牌、產(chǎn)品說明書等,在使用量和單位的名稱、符號、書寫規(guī)則時都應符合新標準的規(guī)定;所有出版物再版時,都要按新標準規(guī)定進行修訂。” 這個新標準就是GB 3100~3102—1993《量和單位》。國家標準中共列出13個領域中常用的614個量,按科學的命名規(guī)則并同時遵循我國廣泛使用的習慣給出其標準名稱和符號,即我國法定量名稱和符號。每個量都有其嚴格的定義及相應的名稱和符號。絕大部分名稱是從歷史上沿用下來的,但已標準化,其定義或含義只能按國家標準給出的科學定義去理解。 01 量和單位六個核心概念 上式中: λ形式上是一個符號,它是一個量的符號,這個量的名稱叫“波長”(英文名稱叫wavelength)。這樣就出現(xiàn)了兩個核心概念,分別為“量名稱”“量符號”; m形式上也是一個符號,它是一個單位的符號,這個單位的名稱叫“米(英文名稱叫metre)。這樣又出現(xiàn)了兩個核心概念,分別為“單位名稱”“單位符號”; n形式上又是一個符號,它是一個只有加在單位符號前與單位組合在一起才有效的符號,這個組合后的符號是nm,名稱叫“納米”(英文名稱叫nanometre)。這樣就又出現(xiàn)了一個核心概念,稱為“單位詞頭”,簡稱“詞頭”。 5.896×10?7是一個數(shù)字,它加在單位符號前,表示量的大小,稱為量值,這是出現(xiàn)的第六個核心概念。使用詞頭的好處是能使量值得到簡化,例如可將5.896×10?7表達為589.6,數(shù)字大小雖然改變,但量值沒有絲毫變化。 在科技論文寫作中,如果能正確區(qū)分這六個概念,并科學表述、準確表達、正確書寫出來,而不是混用、濫用這些概念,那么就達到了量和單位的標準化、規(guī)范化,論文的質量就會得到大大提升。 02 量名稱使用基本原則 (1)一個量一般有一個名稱,但有的量有兩個或兩個以上名稱。例如:“自由落體加速度”與“重力加速度”,“動量矩”與“角動量”,“體積電荷”與“電荷密度”,“時間”“時間間隔”與“持續(xù)時間”為同一量的不同名稱。 (2)有的量名稱有全稱和簡稱兩種叫法,簡稱一般為常用稱法,其使用一般優(yōu)先于全稱。例如:“黏度”與“動力黏度”,“相對密度”與“相對質量密度”,“電通”與“電通量”,“磁通”與“磁通量”分別為量名稱的簡稱和全稱。(《量和單位》國家標準中,“黏度”與“動力黏度”這兩個量的名稱分別為“粘度”與“動力粘度”,這里及本書中其他地方出現(xiàn)這兩個量的名稱時,均將其中的“粘”改為了“黏”,是為了與《現(xiàn)代漢語詞典》(第7版)對“粘”和“黏”的釋義相一致。) (3)對于有多個名稱的量,這些名稱未加區(qū)別時處于同等的地位,否則應存在優(yōu)先使用關系。例如:“壓力”和“壓強”為同一量的兩個名稱,具有同等的地位,可根據(jù)情況進行選擇;“線應變”和“相對變形”,“介電常數(shù)”和“電容率”,“透射因數(shù)”和“透射系數(shù)”為同一量的兩個名稱,但不具有同等的地位,可優(yōu)先選擇前者。 (4)在國家標準中增加了一些新的量名稱,相應地也就廢棄了一些舊名稱。例如:“重力”改為“重量”(以地球為參考系時仍可用“重力”),“比重”改為“密度”,“摩擦系數(shù)”改為“摩擦因數(shù)”,“絕對溫度”“開氏溫度”改為“熱力學溫度”,“比熱”改為“質量熱容”“比熱容”,“內(nèi)能”改為“熱力學能”,“電流強度”改為“電流”,“重量百分數(shù)”改為“質量分數(shù)”,“體積百分數(shù)”改為“體積分數(shù)”,“原子量”改為“相對原子質量”,“分子量”改為“相對分子質量”。 03 量符號使用基本原則 (1)量符號一般用單個字母或者帶有上下標(包括字母、數(shù)字、符號)或其他說明性標記的字母(包括拉丁字母或希臘字母)表示,但有的量符號用兩個字母或多個符號組合來表示,有的用加有某種符號或記號的單個字母來表示。例如:“慢化面積”的符號( (2)一個量一般有一個符號,但有的量有兩個或兩個以上符號。一個量同時有多個符號而未加區(qū)別時,這些符號處于同等地位,可根據(jù)情況進行選擇。當量的主符號與其他量的符號發(fā)生沖突或按習慣需要使用時可使用備用符號。例如:“攝氏溫度”有兩個符號t,θ,它們具有同等地位;“重量”有三個符號W,P,G,其中P,G為備用符號。 (3)不同的量的符號一般不相同,但有的量的符號與另外不同的量的符號相同,即同一符號可作不同的量的符號。例如:W可作“重量”和“功”這兩個量的符號,T可作“周期”和“熱力學溫度”的符號,p可作“壓力”“動量”和“物距”的符號。 (4)名稱表面相近但概念不同的量的符號可能是截然不同的。例如:“力”的符號為F,“表面張力”的符號卻為γ或σ;作為7個基本量之一的“質量”,其符號為m,在聲學中“[力]質量”表示慣性力抗除以角頻率,其符號為M;“長度”“波長”和“程長”具有相近的量名稱,但其符號是不同的,分別為l(或L),λ和s,而在數(shù)學中可用小寫的拉丁字母(如a,b等)或兩個連寫的字母(如∣AB,AB等)表示直線段的長度。 如同為量選擇適當?shù)姆栆粯樱康拿残枰撤N規(guī)則。當一個量無專門名稱時,其名稱一般是一個與系數(shù)(coefficient)、因數(shù)或因子(factor)、參數(shù)或參量(parameter)、比或比率(ratio)、常量或常數(shù)(constant)等術語組合的名稱。與此類似,“質量[的](massic)”或“比(specific)”,“體積[的](volumic)”或“密度(density)”,“線(lineic)”或“線密度(linear…density)”,“面積(areic)”或“面密度(surface…density)”,“摩爾[的](molar)”,“濃度(concentration)”等形容詞或術語也加于量名稱中,以表示其他相關量或導出量。 01 系數(shù),因數(shù)或因子 在一定條件下,如果量A正比于量B,則可以用乘積關系式A=kB表示,式中作為乘數(shù)出現(xiàn)的量k常稱為系數(shù),因數(shù)或因子。 如果量A和量B具有不同量綱,則k用“系數(shù)”這一術語。例如:霍爾系數(shù)AH,線[膨]脹系數(shù)αl,擴散系數(shù)D。注意:有時用術語“模量”(modulus)代替術語“系數(shù)”。例如:彈性模量E。 如果量A和量B具有相同量綱,則k用“因數(shù)”或“因子”(為一量綱一的乘數(shù))這一術語。例如:耦合因數(shù)k,品質因數(shù)Q,摩擦因數(shù)μ。 02 參數(shù)或參量,數(shù),比[率] 量的組合,例如在方程式中出現(xiàn)的那種,常被視為構成新的量。這種量有時稱為參數(shù)或參量。例如:格林愛森參數(shù)γ。 某些量的量綱一的組合,例如在描述傳輸現(xiàn)象中出現(xiàn)的那種,稱為特征數(shù),并在名稱中帶有“數(shù)”這一字。例如:雷諾Re,普朗特Pr。 由兩個量所得的量綱一的商常稱為比[率]。例如:熱容比γ,熱擴散比kT,遷移率比b。注意:①小于1的比[率]有時用“分數(shù)”這一術語。例如:質量分數(shù)wB,斂積分數(shù)f; ②有時用“率”(index)代替“比[率]”,但不推薦擴大此用法。例如:折射率n。 03 級 量F和該量的參考值F0之比的對數(shù)稱為級(level)。例如:場量級LF=l(F/F0)。 04 常量或常數(shù) 一個量如果在任何情況下均有同一量值,則稱為普適常量或普適常數(shù)(universal constant)。除非有專用名稱,否則,此名稱均含有“常量”或“常數(shù)”這一術語。例如:引力常量G,普朗克常量h。 一特定物質的量如果在任何情況下均有同一量值,則稱為物質常量(constant of matter)。除非有專用名稱,否則,此名稱也含有“常量”這一術語。例如:某特定核素的衰變常量λ。 僅在特定條件下保持量值不變,或由數(shù)學計算得出量值的其他量,有時在名稱中也含有“常量”或“常數(shù)”這一術語,但不推薦擴大此用法。例如:化學反應的標準平衡常數(shù)(它隨溫度而變)KΘ,某特種晶格的馬德隆常量α。 05 常用術語 形容詞“質量[的]”或“比”加在量的名稱之前,以表示該量被質量除所得之商。例如:質量熱容,比熱容c;質量體積,比體積v;質量熵,比熵s;質量[放射性]活度,比[放射性]活度a。 形容詞“體積[的]”或術語“密度”加在量的名稱上,以表示該量被體積除所得之商。例如:體積質量,[質量]密度ρ;體積電荷,電荷密度ρ;體積能[量],能[量]密度w;體積數(shù),數(shù)密度n。 形容詞“線”或術語“線密度”加在量的名稱上,以表示該量被長度除所得之商。例如:線質量,[質量]線密度ρl;線電流,電流線密度A。注意:術語“線”常單獨加在量的名稱上,以區(qū)別類似的量。例如:平均[直]線范圍R,線膨脹系數(shù)al,線衰減系數(shù)μ。 形容詞“面積”或術語“面密度”加在量的名稱上,以表示該量被面積除所得之商。例如:面質量,[質量]面密度ρA;面電荷,電荷面密度σ。術語“密度”加在表示通量(或流量)的名稱上,以表示該量被面積除所得之商。例如:熱流[量]密度q,電流密度J,磁通[量]密度B。 術語“摩爾[的]”加在量的名稱之前,以表示該量被物質的量除所得之商。例如:摩爾體積Vm,摩爾熱力學能Um,摩爾質量M。 術語“濃度”常加在量的名稱上(特別是對混合物中的某種物質),用以表示該量被總體積除所得之商。例如:B的[物質的量]濃度cB,B的分子濃度CB,B的質量濃度ρB。術語“光譜密集度”用以表示光譜分布函數(shù)。 科技語體中量和單位使用的常見問題可總結為沒有準確合理地區(qū)分和選用量名稱、量符號、單位名稱、單位符號,沒有規(guī)范地書寫和表達它們及其之間的關系,涉及名稱是否準確,符號類別、大小寫、正斜體、字體、字號、上下標等是否規(guī)范,關系表達是否標準等諸多方面。 (1)沒有區(qū)分不同量之間的區(qū)別和聯(lián)系,任意使用一些量和單位的名稱和符號,存在概念混用、混淆和張冠李戴的現(xiàn)象。例如:籠統(tǒng)使用“濃度”一詞,混淆了一些名稱里有“濃度”一詞的量;用“熱力學溫度”的符號T作“攝氏溫度”的符號;用“質量”的單位kg(千克)、t(噸)作“重量”和“力”的單位。 (2)使用自造的或國家標準中已經(jīng)廢棄的量名稱,沒有使用國家標準中相應的新增的量名稱。例如:使用“比重”“比熱”“分子量”“含量”等已經(jīng)廢棄的量名稱,而沒有使用“密度”“比熱容”“相對分子質量”“質量分數(shù)”等新增的量名稱。 (3)沒有使用國家標準中規(guī)定的量符號,用由多個字母構成的字符串或英文單詞表示一個物理量。例如:用T,N,P等而沒有用F作“力”的符號;用WEIGHT作“重量”的符號;用CT(critical 作“臨界溫度”的符號。 (4)使用國家標準中已經(jīng)廢棄的非法定單位。例如:使用kgf(千克力),dyn(達因),kgf/cm2(千克力每平方厘米),kgf·m(千克力米),kcal(千卡、大卡),kcal/h(千卡每小時)和var(乏等非法定單位。(表示“無功功率”或按行業(yè)習慣,有時可以使用var(乏這一單位。) (5)用不是單位符號的符號作單位的符號,包括表示時間的非標準單位符號,表示單位符號的縮寫,表示數(shù)量份額的縮寫以及其他錯誤單位符號。例如:使用“hr”(時),sec(秒),rpm(轉每分),ppm(百萬分率),bps(位每秒)和Joule(焦)等不標準符號作單位符號。 (6)對具有專門名稱的SI導出單位,仍使用原來的舊名稱而沒有使用其專門名稱。例如:在表示“壓力”(或“壓強”)和“應力”的單位時,仍用舊的單位N/m2而沒有用其專門名稱Pa(帕);表示“能”(或“能量”)、“功”和“熱”(或“熱量”)的單位時,仍用舊的單位N·m而沒有用其專門名稱J(焦)。 (7)用單位的名稱或中文符號作為單位的符號,或把既不是單位的名稱也不是單位的中文符號的符號作單位的符號。例如:把“壓力200 Pa”寫成“壓力200帕”或“壓力200帕斯卡”;把A·m2寫成“安·米2”或“安·平方米”,甚至錯寫成“安培平方米”“安平方米”“安培·米2”或“安培·平方米”。 (8)用單位中文符號和國際符號的組合形式表示單位的符號。例如:“速度”用“m/秒”表示,“面密度”用“千克/m2”表示,“磁矩”用“安·m2”表示。 (9)沒有正確區(qū)分量符號(包括上下標符號)和單位符號(包括詞頭符號)的字母類別、大小寫、正斜體、字體。例如:用大寫字母P而沒有用小寫字母p表示“壓力”(或“壓強”)和“應力”的符號;用斜體字母T而沒有用正體字母T表示矩陣轉置的上標(如錯將AT表示成AT);用大寫字母M而沒有用小寫字母m表示“長度”的單位;用KW而沒有用kW表示“功率”的單位;用拉丁字母k或K而沒有用希臘字母κ表示“曲率”的符號。 (10)沒有正確使用詞頭。例如:將1.53×106 m3寫成1.53 Mm3;將kN·m表示成 N·km;將kJ/mol寫成J/mmol。 (11)沒有使用標準化表示法表示圖表中的量和單位。例如:將“轉速 n/(r·min?1)”表示成“轉速 n,r·min?1”或“轉速 (r·min?1)”,甚至錯寫成“轉速 n/r·min?1”或“轉速 n/r/min”。 (12)沒有使用單個黑(加粗)體和斜體字符表示矩陣、矢量和張量的符號。例如:將矩陣K表示成非黑(未加粗)體字母K或正體字母K,或字符加方括號的形式[K],或字符上方加箭頭的形式 或,或字符串(如英文單詞縮寫MK或全稱matrixK)。 (13)沒有使用標準符號E或I表示單位矩陣的符號。 (14)沒有使用標準符號e表示單位矢量的符號。例如:用n而沒有用en表示單位法向矢量;用t而沒有用et表示單位切向矢量。 (15)對量綱一的量列出了單位。例如:用“個”等量詞作這種量的單位。 (16)在單位名稱的后面附以“數(shù)”代替量名稱。例如:將“時間t/d”表示成“天數(shù)/d”,將“力F/N”表示成“牛頓數(shù)/N”。 (17)行文中對同一量的表達不統(tǒng)一。例如:在同一文章中混用多個符號U,V,u或v來表示同一量“電位差”。 (1)暫時還允許使用容積這一量名稱,其量符號和單位與體積的相同。 (2)笛卡兒坐標一般用英文小寫斜體字母xyz表示,原點用英文大寫斜體字母O表示;當坐標軸都標注數(shù)值且都從數(shù)字0開始時,原點應該用數(shù)字0表示。數(shù)控機床標準中用大寫斜體字母XYZ,計算機編程語言中用大寫正體字母XYZ都是允許的。 (1)質量的量符號為m,氧的質量應表示為(O2)。質量的單位為kg。表示物體的質量時不允許使用重量,有困難不改者,應加注說明指物體的質量(重量按習慣仍可用于表示質量,但不贊成這種習慣)。重量是物體在特定參考系中獲得其加速度等于當?shù)刈杂陕潴w加速度時的力,單位為N。在地球參考系中,重量常稱為物體所在地的重力。 (2)過去使用的比重γ一般應以密度ρ替代,比重(N/m3)與密度(kg/m3)的換算關系是γ=ρg(γ表示比重,ρ表示密度,g表示重力加速度)。工程中使用的重度γ表示單位體積的重力,為密度ρ與重力加速度g的乘積,即γ=ρg。工程中還有堆密度、松散密度、假密度等,這類量在生產(chǎn)中仍有實用意義,可以繼續(xù)使用。 (3)要注意區(qū)分轉動慣量(慣性矩)與截面二次軸矩(慣性矩)的區(qū)別,前者的單位是kg·m2,后者的單位是m4。 (4)在電機和電力拖動專業(yè)暫時還允許使用飛輪力矩GD2,其單位是N·m2而不是 kg·m2。 (1)熱力學溫度的量符號為T,單位為K;攝氏溫度的量符號為t,單位為℃。這兩個量不可混用。當表示溫度間隔或溫差時,單位K和℃均可使用。攝氏溫度的定義是t=T-T0,T0=273.15 K,不應再使用“水的冰點為0℃,沸點為100℃”這樣的陳舊定義。 (2)過去使用的比熱應改為質量熱容或比熱容(單位為J(kg·K))。與比熱容有關的摩爾熱容Cm(單位為J(mol·K))列于GB 3102.8中,體積熱容CV(單位為J(m3·K))在國家標準中雖未列出,但可以使用。 (3)常見的換熱系數(shù)、給熱系數(shù)應改為傳熱系數(shù);[對流放熱系數(shù)應改為表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。在建筑技術中允許使用熱傳遞系數(shù)U。 (4)因各種形式的功和能的單位都用SI單位J,故以前的工程制所列公式中的熱功當量、功熱當量均不再使用。 (5)過去行業(yè)中多以h作焓的量符號,這容易與質量焓相混淆,應改用H。 (6)等熵指數(shù)的量符號是希臘字母κ。過去使用的絕熱指數(shù)應改用等熵指數(shù)。 (1)不可以使用電流強度這種已淘汰的量名稱。 (2)電[量]的簡稱是電荷而不是電量。 (3)電(電勢)Vφ用于靜電場。電位差U(V)用于靜電場,電壓用于各種場合。強電多用符號U,弱電多用符號V。電動勢E用于電源上,電動勢不可簡稱為電勢。 (4)不要將繞組的匝數(shù)N與電氣圖形符號中繞組的文字符號W混淆。 (5)在電工技術中,有功功率單位用瓦特(W),視在功率單位用伏安(V·A),無功功率單位用乏(var)。 (1)代表抽象物質的符號表示成右下標的形式,如B的濃度可寫成cB。代表具體物質的符號及其狀態(tài)應置于與主符號齊線的括號中,如(H2SO4。量符號右上角加“*”表示“純”,加“Θ”表示“標準”。(括號中的表達較為簡單時,也可排為下標的形式。) (2)原子量應改為相對原子質量Ar,分子量應改為相對分子質量Mr。 (3)使用物質的量(包括其導出量)時必須指明基本單元。基本單元包括原子、分子、離子、電子及其他粒子或這些粒子的特定組合。例如:(H2SO4=1 mol,式中的基本單元是H2SO4,表示H2SO4的單元數(shù)與0.012 kg碳12的原子數(shù)目相同,稱H2SO4的物質的量為1 mol。H2SO4的物質的量不表示H2SO4的粒子數(shù)、質量。 過去使用的克分子數(shù)、克原子數(shù)、摩爾數(shù)都應改為物質的量,單位為mol。例如:“1克分子H2SO4”應改為“H2SO4的物質的量為1 mol”。 過去使用的克當量應改為該物質當量粒子的物質的量。例如:“10克當量的H2SO4”應改為“ (4)使用摩爾質量M時須指明基本單元,對給定的基本單元,其M是一個常量:M=Mrg/mol。例如:(Cl=35.5 g/mol,(O2=16 g/mol。過去使用的克分子量、克原子量都應改為摩爾質量。例如:“氯的克分子量為35.5”現(xiàn)應改為“氯的摩爾質量為35.5 g/mol”。 (5)應將克分子體積改為摩爾體積(Vm),并指明基本單元。 (6)應將克分子熱容改為摩爾熱容(Cm),并指明基本單元。 (7)表示含量與成分的量和單位分為以下三類8項。 第一類: ①B的分子濃度CB=NB/V(B的分子數(shù)/混合物的體積),單位為m?3。 ②B的質量濃度ρB=mB/V(B的質量/混合物的體積),單位為kg/m3或kg/L。 ③B的濃度、B的物質的量濃度cB=nB/V(B的物質的量/混合物的體積),單位為mol/m3或mol/L,應該替代體積克分子濃度、摩爾濃度、體積摩爾濃度、克分子濃度、當量濃度。 第二類: ④B的質量分數(shù)wB=mB/m(B的質量/混合物的質量)替代重量百分濃度、濃度(wt)?!百|量分數(shù)為15%”不寫作“15%(m/m)”。還可用5 μg/g的形式表示。 ⑤B的體積分數(shù)φB=VB/V(B的體積/混合物的體積)替代體積百分濃度、濃度(vt)?!绑w積分數(shù)為10%”不宜寫作10%(V/V)。還可用5.3 mL/m3的形式表示。 ⑥B的摩爾分數(shù)xB=nB/n(B的物質的量/混合物的物質的量)替代克分子百分濃度、摩爾百分濃度、濃度(at)。 第三類: ⑦溶質B的摩爾比rB=nB/n(溶質B的物質的量/溶劑的物質的量,單位為1)。 ⑧溶質B的質量摩爾濃度bB=nB/m(溶質B的物質的量/溶劑的質量,單位為mol/kg)替代重量克分子濃度、重量摩爾濃度。 (8)不要隨意使用濃度這個名詞。只有在B的分子濃度、B的質量濃度、B的物質的量濃度、溶質B的質量摩爾濃度等名稱中可以用加定語的濃度,其中只有B物質的量濃度可簡稱為B的濃度。 (9)混合物組成比例的表示方法應改為質量分數(shù)、體積分數(shù)或摩爾分數(shù)表示。例如: “C 0.10%”應改為“(C=0.10%”,也可以敘述為“碳的質量分數(shù)為0.1%”;“Cu%=40%”應改為“(Cu=40%”。 (10)摩爾氣體常數(shù)R應替代克分子氣體常數(shù)。 (11)不應使用ppm,pphm,ppb之類的縮略語。例如:“質量分數(shù)為4.2 μgg”或“質量分數(shù)為4.2×10?6”,不表示為“質量分數(shù)為4.2 ppm”。 |
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