1.14测量的单位

    在任何种类的定量工作中都需要有一种测量单位系统。在科学工作中全世界都通用以十进位系统为基础的重量和量度的公制系统。在10960年国际权度会议官方建议了一种叫微国际单位系統（SI）的单位系统，1964年为美国国家标准局所采用。虽然把现行单位系统完全改变到Sr单位需要用很长一段时间，但普遍采用国际系统将会促进科学家之间的交往，并能使一般非技术人员能更好的理解文字的技术材料。

    SI系统是以下列七种基本单位为出发点的，从这七种基本单位可以推导出其他的权度单位。

附录C列出了许多重要的量单位和它何之间俄此的关系

    1.15质量和重量

    我们在第12节中已经看到质量是一种物体所含物质的量以及给予该物体以一定加速度的力是它的质量的一种衡量尺度一种物体的质量是一个不变量。在男另一方面，物体的重量同地球对该物体的吸引力有关并且是可变的，因为这种吸引力决定于该物体距地心的距离。如果把这本书象到一飞机上去心的重量将小于它在海平面处的重量。如果把它到很远的空间去入它

的重量将会变得可忽略不计了。我们大家都的字航员在空会失。科学家用质量来度和质的而不用乐，的环境。不过应当注意的是在常用术语中“最”这个词盐在用于表示一种物质的质量。

    两种物体间的引力（物体与地球间的引力叫做地心引力）决定于它们的量和它们之间相离开的距离。在科学中用于测定对象物质量的仪器叫做天平；一种型式的天平绘示在图1－3中。把要称量质量的物体放在天平盘上用天平上的旋钮来调节天平内已知质量的砝码，来平衡天平盘上的对象物。在地球表面上用天平来称量对象物的质量是利用如下的事实：地球对物体和等质量砝码的地心引力是相同的，图1－3一架近代的直也就是说，它们的重量相等。

   在称量过程中，对象物的质量是用一套规定的标准质量来进行比较的。在国际单位系统（SD）中质量的单位是标淮千克，它是二个铂铱合金的圆柱体，保存在法国赛夫列斯地方的国际权度局里。克等于标准千克的千分之一，它极近似地等于40时1立方厘米水的重量，4°O时水有最大的密度。

   1.16体积

    有的时候量度一种物体的体积比称量它的重量方便，特别是对于处在液态或气态的物质更为适宜种物质的体积就是它所占有的空间。体积的单位是升，在SI単位中把它定义为10－立方米。于是一升的千分之一叫做毫升，1立方厘米＝1毫升

它等于1立方厘米（图1－4）

    1.17密度

   固体、液体或气体的一种物理性质是它的密度。密度定义为每单位体积的质量。密度可以表示为数学式：

     质量         M

密度＝ ——  或 D = ——

     体积          V

物质往往可以通过它们密度的测量而能加以区分，因为两种物质有相同的密度的情况是很少见的。在25度时1毫升（一种液

体）的质量为13.5339克。于是，我们说汞的密度是13.5339克毫升。由于毫升和立方厘米的大小相同（参见前面所述升的定义）汞的密度也可以表示为13.5339克／（厘米）3。在0度和1大气公比值下1升氢气的质量是0.08987克，它的密度就是0．08987克／升。在0度和1大气压下空气的密度是1.2929克／升。下列习题是以密请注度为基础的。

    1.18比重

    比重这个词表示一种物质的质量对同体积参比物质的质量的比值。对固体和液体的参比物质往往是水。

‍                      固体或液体的质量

一种固体或液体的比重=—————————

                      等体积水的质量‍

请注意比重是两种质量的比值，因此它没有单位，分子和分母的单位互相消掉了。

    1.19测量一种液体的密度

   虽然测量液体的密度可以有许多方法，但最最简单的方法是使用比重瓶。这件仪器是一个小瓶子（图1－5，容量为10－250毫升），瓶上有一根毛细管磨砂玻璃塞子。在测定一种液体的密度时，先称量空瓶子的重量；然后在瓶中装入纯水并再称重。从两次称重的差值得出水的重量。用用测定温度（往往是

25°0）下水的密度去除水的重量就求得比重瓶的体积。然后在比重瓶中装入欲测密度的液体并再图1－5比重瓶称重。这份重量减去空比重瓶的重量等于该液体的重量。用比重民瓶体积去除这个重量就得到液体的密度。

    1.20温度和它的测量

    温度  这个词相对应于物体的“热度”或“冷度”。为了测量温度，必须利用物质的随温度而变的某种物理性质。基本上所有物质在温度升高时膨胀，而在温度降低时收缩。这种性质就是常用温度计的基础。在我们的常用玻璃温度计中水银柱或酒精柱随着温度的升高而上升，因为水银和酒精的体积膨胀速度大于玻璃容器柱的膨胀速度。水银温度计的毛细孔比酒精温度计的孔度更细，因此它往往比较难于读数。水银温度计毛细管的孔度做得更细些是因为在相同的温度升高下汞的膨胀率仅为酒精的六分之一。

    1．21标准参比温度

    为了使我们大家都能同意一套温度值，需要有一些容易测定的固定温度点。常用的两个固定温度点是在压力为760毫米汞柱下水的凝固点（冰点）和沸点。在振氏温标（有时叫做百度温标）上把水的疑固点取为09°和沸点取为100°。把这两个固定点之间的间隔分为100等分，即为1009。在华氏温标上把水的凝固点取为32°和沸点取为212°。在这两个固定点之间划分180个等分，即为180°。因此，华氏1度等于摄氏100／180即5／9度（图1－6）。它它们之间的关系表示为下式：

                               F-32   C         5              5

—— = ——   C = --- (F-32)   F = ---C +32

                            180    100        9                9

低于0度的读数都当作负值来处理。

    另外一种温标主要为科学家们所用，叫做开尔文温标，它以英国物理学家开尔文命名（ Lord Kelvin）。在开氏温标上，零点定为273度（或更精确些为－278315°0）。开氏温标上度的大小和摄氏温标一样，于是，在开氏温标上水的凝固点是273°K（0度），和水的沸点是373°K（100度）。在摄氏温标上的温度加以273°就把它变换成开氏温度。从开氏读数减去273°就把它变换成摄氏温度。

K=C+273   C=K-273

国际单位系统（SI）建议以开氏温度（K）作为热力学温度的基本单位。在

    图1－6绘示了三种温标之间的关系。本书中采用的温度除非是另有规定，一般都采用摄氏（百度）温度。下面是三种温标间互相换算的例题。