化工过程中常用单位的换算方法.doc

PAGE 1 任务1 单位换算 知识目标：掌握单位制度的构成及其种类，掌握化工过程中常用单位的换算方法。 能力目标：能用Excel、ChemCAD进行单位换算。 尽管目前世界各国都在推行采用国际统一单位制，但现有的大量手册等工具书中仍有相当数量的数据沿用各种各样的单位，这些单位明确地表示出了该数据代表的物理意义，因此掌握所在领域的国家法定单位制度、熟悉各种不同的单位制以及各种单位之间的换算是每个化工技术人员必备的知识和技能。 本任务将讨论主要的几种单位制，介绍单位换算方法以及因次的应用。 ☆思考：何谓因次（或量纲）？何谓单位？ 所谓因次或称量纲，是指表示物料性质和状态的基本物理量。如长度（L）、质量（M）、时间（t）和温度（T）就是常用的因次。由因次组成的表示物理量特性的式子称为因次式或量纲式。如体积的因次式为L3、密度的因次式为M/L3、速度的因次式为L/t等。 单位是因次的具体表示。如长度的单位通常用米（m）表示，质量的单位通常用千克（kg）表示等。 ☆思考：何谓单位制度？通常由哪几个部分构成？目前比较常用的单位制有哪几种？ 一、单位制度的构成及其种类 所谓单位制度即为人为规定的计量制度。单位制度的构成通常由基本单位和导出单位两部分构成。 所谓基本单位就是一些彼此独立的物理量及单位。如长度（L）、质量（M）等。导出单位是利用物理学规律建立起基本单位和其他物理量单位之间的联系，即用基本单位表示出其他物理量的单位，如力的单位牛顿（N）为1kg×m/s2。 我国的法定计量单位，是以国际单位制为基础，保留少数国内外习惯或通用的非国际单位制所构成。 ☆思考：国际单位制由哪几个基本单位构成？ （一）国际单位制（SI制） 国际单位制简称国际制，它是在米·千克·秒制（MKS制）即米制的基础上发展起来的。国际单位制的构成遵循下列几个原则： ①遵守建立单位制的原则。即选定基本单位，再按物理学规律构成一系列导出单位。由基本单位和导出单位构成单位制。 ②遵守一惯性原则。即国际单位制中，由基本单位相乘、相除而构成的导出单位，都不附加任何数值因素，或者说数值因素都等于1。 例如：SI制中力的单位为牛顿（N）。1牛顿等于作用于质量为1千克（kg）的物体上产生1米/秒2（m/s2）加速度所需的力，即 1N=1kg×m/s2 ③一种物理量只有一个SI单位。如长度单位中，只有“米”是SI单位，千米就不是SI单位，而是SI倍数单位，“千”称为词头。但也有例外，质量单位“千克”，本身虽带词头，却仍然作为SI单位。 ④倍数单位（包括分数单位）一律按十进或千进关系构成，并使用统一的SI词头。 国际单位制包括基本单位、辅助单位、导出单位以及用于构成十进倍数和分数单位的词头几部分。 （1）SI的基本单位和辅助单位 国际单位制共选定了7个基本单位，如表1-1-1所示，它们是长度单位米（m）、质量单位千克（kg）、时间单位秒（s）、电流单位安培（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），以及两个辅助单位平面角，单位为弧度，球面角，单位为球面度。 表1-1-1 SI的基本单位和辅助单位 量的名称 单位名称 单位符号 量的名称 单位名称 单位符号 长 度 米 m 物质的量 摩（尔） mol 质 量 千克 kg 发光强度 坎（德拉） cd 时 间 秒 s 电 流 安（培） A 平面角 弧度 热力学温度 开（尔文） K 球面角 球面度 （2）SI导出单位 国际单位制的导出单位有三种： ①直接用基本单位表示的SI导出单位 化工中常用的用基本单位表示的SI导出单位列于表1-1-2 表1-1-2 化工中常用的用基本单位表示的SI导出单位 量的名称 单位名称 单位符号 量的名称 单位名称 单位符号 面积 平方米 m2 加速度 米每秒平方 m/s2 体积（容积） 立方米 m3 密度 千克每立方米 kg/m3 摩尔体积 立方米每摩尔 m3/mol 质量摩尔浓度 摩尔每千克 mol/kg 比体积（比容） 立方米每千克 m3/kg 物质量浓度 摩尔每立方米 mol/m3 速度 米每秒 m/s 运动粘度 平方米每秒 m2/s ②具有专门名称的SI导出单位 具有专门名称的国际制导出单位共有19个，化工中常用的几个名称和符号见表1-1-3。 表1-1-3 化工中常用的具有专门名称的SI制导出单位 量的名称 单位名称 单位符号 用其他SI单位表示的关系式 用SI基本单位表示的关系式 力；重力 牛[顿] N kg×m/s2 压力，压强；应力 帕[斯卡] Pa N/m2 kg/(m×s2) 能量；功；热量 焦[耳] J N×m m2×kg/s2 功率；辐射通量 瓦[特] W J/s m2×kg/s3 摄氏温度 摄氏度 ℃ K ③用专门名称和基本单位表示