科技论文写作中量和单位的使用规范

量名称和量符号

科技论文往往有量和单位，用来对科学概念进行定义、描述、代替、度量、计算和比较，其使用标准、规范与否直接影响论文水准的高低。世界各国对量和单位的标准化、规范化一般比较重视，对论文中量和单位的使用一般也有明确的要求。我国在这方面也很严格，于1994年发布了《关于在全国开展“量和单位”系列国家标准宣传贯彻工作的通知》，明确指出：“根据《中华人民共和国计量法》和《中华人民共和国标准化法》，要求所有1995年7月1日以后出版的科技书刊、报纸、新闻稿件、教材、产品铭牌、产品说明书等，在使用量和单位的名称、符号、书写规则时都应符合新标准的规定；所有出版物再版时，都要按新标准规定进行修订。” 

这个新标准就是GB 3100～3102—1993《量和单位》。国家标准中共列出13个领域中常用的614个量，按科学的命名规则并同时遵循我国广泛使用的习惯给出其标准名称和符号，即我国法定量名称和符号。每个量都有其严格的定义及相应的名称和符号。绝大部分名称是从历史上沿用下来的，但已标准化，其定义或含义只能按国家标准给出的科学定义去理解。

01

量和单位六个核心概念

上式中：

λ形式上是一个符号，它是一个量的符号，这个量的名称叫“波长”（英文名称叫wavelength）。这样就出现了两个核心概念，分别为“量名称”“量符号”；

m形式上也是一个符号，它是一个单位的符号，这个单位的名称叫“米（英文名称叫metre）。这样又出现了两个核心概念，分别为“单位名称”“单位符号”；

n形式上又是一个符号，它是一个只有加在单位符号前与单位组合在一起才有效的符号，这个组合后的符号是nm，名称叫“纳米”（英文名称叫nanometre）。这样就又出现了一个核心概念，称为“单位词头”，简称“词头”。

5.896×10⁻⁷是一个数字，它加在单位符号前，表示量的大小，称为量值，这是出现的第六个核心概念。使用词头的好处是能使量值得到简化，例如可将5.896×10⁻⁷表达为589.6，数字大小虽然改变，但量值没有丝毫变化。

在科技论文写作中，如果能正确区分这六个概念，并科学表述、准确表达、正确书写出来，而不是混用、滥用这些概念，那么就达到了量和单位的标准化、规范化，论文的质量就会得到大大提升。

02

量名称使用基本原则

（1）一个量一般有一个名称，但有的量有两个或两个以上名称。例如：“自由落体加速度”与“重力加速度”，“动量矩”与“角动量”，“体积电荷”与“电荷密度”，“时间”“时间间隔”与“持续时间”为同一量的不同名称。

（2）有的量名称有全称和简称两种叫法，简称一般为常用称法，其使用一般优先于全称。例如：“黏度”与“动力黏度”，“相对密度”与“相对质量密度”，“电通”与“电通量”，“磁通”与“磁通量”分别为量名称的简称和全称。（《量和单位》国家标准中，“黏度”与“动力黏度”这两个量的名称分别为“粘度”与“动力粘度”，这里及本书中其他地方出现这两个量的名称时，均将其中的“粘”改为了“黏”，是为了与《现代汉语词典》（第7版）对“粘”和“黏”的释义相一致。）

（3）对于有多个名称的量，这些名称未加区别时处于同等的地位，否则应存在优先使用关系。例如：“压力”和“压强”为同一量的两个名称，具有同等的地位，可根据情况进行选择；“线应变”和“相对变形”，“介电常数”和“电容率”，“透射因数”和“透射系数”为同一量的两个名称，但不具有同等的地位，可优先选择前者。

（4）在国家标准中增加了一些新的量名称，相应地也就废弃了一些旧名称。例如：“重力”改为“重量”（以地球为参考系时仍可用“重力”），“比重”改为“密度”，“摩擦系数”改为“摩擦因数”，“绝对温度”“开氏温度”改为“热力学温度”，“比热”改为“质量热容”“比热容”，“内能”改为“热力学能”，“电流强度”改为“电流”，“重量百分数”改为“质量分数”，“体积百分数”改为“体积分数”，“原子量”改为“相对原子质量”，“分子量”改为“相对分子质量”。

03

量符号使用基本原则

（1）量符号一般用单个字母或者带有上下标（包括字母、数字、符号）或其他说明性标记的字母（包括拉丁字母或希腊字母）表示，但有的量符号用两个字母或多个符号组合来表示，有的用加有某种符号或记号的单个字母来表示。例如：“慢化面积”的符号（）用带有上下标的字母表示；“雷诺数”（Re）、“马赫数”（Ma）等25个特征数用两个字母表示；“质能吸收系数”（μ_en／ρ）、“定向剂量当量”（H（d，Ω））用多个符号组合表示；“吸收剂量率”（）用加有微分符号的单个字母表示。

（2）一个量一般有一个符号，但有的量有两个或两个以上符号。一个量同时有多个符号而未加区别时，这些符号处于同等地位，可根据情况进行选择。当量的主符号与其他量的符号发生冲突或按习惯需要使用时可使用备用符号。例如：“摄氏温度”有两个符号t，θ，它们具有同等地位；“重量”有三个符号W，P，G，其中P，G为备用符号。

（3）不同的量的符号一般不相同，但有的量的符号与另外不同的量的符号相同，即同一符号可作不同的量的符号。例如：W可作“重量”和“功”这两个量的符号，T可作“周期”和“热力学温度”的符号，p可作“压力”“动量”和“物距”的符号。

（4）名称表面相近但概念不同的量的符号可能是截然不同的。例如：“力”的符号为F，“表面张力”的符号却为γ或σ；作为7个基本量之一的“质量”，其符号为m，在声学中“［力］质量”表示惯性力抗除以角频率，其符号为M；“长度”“波长”和“程长”具有相近的量名称，但其符号是不同的，分别为l（或L），λ和s，而在数学中可用小写的拉丁字母（如a，b等）或两个连写的字母（如∣AB，AB等）表示直线段的长度。

量名称中所用术语的规则

如同为量选择适当的符号一样，量的命名也需要某种规则。当一个量无专门名称时，其名称一般是一个与系数（coefficient）、因数或因子（factor）、参数或参量（parameter）、比或比率（ratio）、常量或常数（constant）等术语组合的名称。与此类似，“质量［的］（massic）”或“比（specific）”，“体积［的］（volumic）”或“密度（density）”，“线（lineic）”或“线密度（linear…density）”，“面积（areic）”或“面密度（surface…density）”，“摩尔［的］（molar）”，“浓度（concentration）”等形容词或术语也加于量名称中，以表示其他相关量或导出量。

01

系数，因数或因子

在一定条件下，如果量A正比于量B，则可以用乘积关系式A＝kB表示，式中作为乘数出现的量k常称为系数，因数或因子。

如果量A和量B具有不同量纲，则k用“系数”这一术语。例如：霍尔系数A_H，线［膨］胀系数α_l，扩散系数D。注意：有时用术语“模量”（modulus）代替术语“系数”。例如：弹性模量E。

如果量A和量B具有相同量纲，则k用“因数”或“因子”（为一量纲一的乘数）这一术语。例如：耦合因数k，品质因数Q，摩擦因数μ。

02

参数或参量，数，比［率］

量的组合，例如在方程式中出现的那种，常被视为构成新的量。这种量有时称为参数或参量。例如：格林爱森参数γ。

某些量的量纲一的组合，例如在描述传输现象中出现的那种，称为特征数，并在名称中带有“数”这一字。例如：雷诺Re，普朗特Pr。

由两个量所得的量纲一的商常称为比［率］。例如：热容比γ，热扩散比k_T，迁移率比b。注意：①小于1的比［率］有时用“分数”这一术语。例如：质量分数w_B，敛积分数f； ②有时用“率”（index）代替“比［率］”，但不推荐扩大此用法。例如：折射率n。

03

级

量F和该量的参考值F₀之比的对数称为级（level）。例如：场量级L_F＝l（F／F₀）。

04

常量或常数

一个量如果在任何情况下均有同一量值，则称为普适常量或普适常数（universal constant）。除非有专用名称，否则，此名称均含有“常量”或“常数”这一术语。例如：引力常量G，普朗克常量h。

一特定物质的量如果在任何情况下均有同一量值，则称为物质常量（constant of matter）。除非有专用名称，否则，此名称也含有“常量”这一术语。例如：某特定核素的衰变常量λ。

仅在特定条件下保持量值不变，或由数学计算得出量值的其他量，有时在名称中也含有“常量”或“常数”这一术语，但不推荐扩大此用法。例如：化学反应的标准平衡常数（它随温度而变）K^Θ，某特种晶格的马德隆常量α。

05

常用术语

形容词“质量［的］”或“比”加在量的名称之前，以表示该量被质量除所得之商。例如：质量热容，比热容c；质量体积，比体积v；质量熵，比熵s；质量［放射性］活度，比［放射性］活度a。

形容词“体积［的］”或术语“密度”加在量的名称上，以表示该量被体积除所得之商。例如：体积质量，［质量］密度ρ；体积电荷，电荷密度ρ；体积能［量］，能［量］密度w；体积数，数密度n。

形容词“线”或术语“线密度”加在量的名称上，以表示该量被长度除所得之商。例如：线质量，［质量］线密度ρ_l；线电流，电流线密度A。注意：术语“线”常单独加在量的名称上，以区别类似的量。例如：平均［直］线范围R，线膨胀系数a_l，线衰减系数μ。

形容词“面积”或术语“面密度”加在量的名称上，以表示该量被面积除所得之商。例如：面质量，［质量］面密度ρ_A；面电荷，电荷面密度σ。术语“密度”加在表示通量（或流量）的名称上，以表示该量被面积除所得之商。例如：热流［量］密度q，电流密度J，磁通［量］密度B。

术语“摩尔［的］”加在量的名称之前，以表示该量被物质的量除所得之商。例如：摩尔体积V_m，摩尔热力学能U_m，摩尔质量M。

术语“浓度”常加在量的名称上（特别是对混合物中的某种物质），用以表示该量被总体积除所得之商。例如：B的［物质的量］浓度c_B，B的分子浓度C_B，B的质量浓度ρ_B。术语“光谱密集度”用以表示光谱分布函数。

量和单位使用常见问题

科技语体中量和单位使用的常见问题可总结为没有准确合理地区分和选用量名称、量符号、单位名称、单位符号，没有规范地书写和表达它们及其之间的关系，涉及名称是否准确，符号类别、大小写、正斜体、字体、字号、上下标等是否规范，关系表达是否标准等诸多方面。

（1）没有区分不同量之间的区别和联系，任意使用一些量和单位的名称和符号，存在概念混用、混淆和张冠李戴的现象。例如：笼统使用“浓度”一词，混淆了一些名称里有“浓度”一词的量；用“热力学温度”的符号T作“摄氏温度”的符号；用“质量”的单位kg（千克）、t（吨）作“重量”和“力”的单位。

（2）使用自造的或国家标准中已经废弃的量名称，没有使用国家标准中相应的新增的量名称。例如：使用“比重”“比热”“分子量”“含量”等已经废弃的量名称，而没有使用“密度”“比热容”“相对分子质量”“质量分数”等新增的量名称。

（3）没有使用国家标准中规定的量符号，用由多个字母构成的字符串或英文单词表示一个物理量。例如：用T，N，P等而没有用F作“力”的符号；用WEIGHT作“重量”的符号；用CT（critical 作“临界温度”的符号。

（4）使用国家标准中已经废弃的非法定单位。例如：使用kgf（千克力），dyn（达因），kgf／cm²（千克力每平方厘米），kgf·m（千克力米），kcal（千卡、大卡），kcal／h（千卡每小时）和var（乏等非法定单位。（表示“无功功率”或按行业习惯，有时可以使用var（乏这一单位。）

（5）用不是单位符号的符号作单位的符号，包括表示时间的非标准单位符号，表示单位符号的缩写，表示数量份额的缩写以及其他错误单位符号。例如：使用“hr”（时），sec（秒），rpm（转每分），ppm（百万分率），bps（位每秒）和Joule（焦）等不标准符号作单位符号。

（6）对具有专门名称的SI导出单位，仍使用原来的旧名称而没有使用其专门名称。例如：在表示“压力”（或“压强”）和“应力”的单位时，仍用旧的单位N／m²而没有用其专门名称Pa（帕）；表示“能”（或“能量”）、“功”和“热”（或“热量”）的单位时，仍用旧的单位N·m而没有用其专门名称J（焦）。

（7）用单位的名称或中文符号作为单位的符号，或把既不是单位的名称也不是单位的中文符号的符号作单位的符号。例如：把“压力200 Pa”写成“压力200帕”或“压力200帕斯卡”；把A·m²写成“安·米²”或“安·平方米”，甚至错写成“安培平方米”“安平方米”“安培·米²”或“安培·平方米”。

（8）用单位中文符号和国际符号的组合形式表示单位的符号。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）没有正确区分量符号（包括上下标符号）和单位符号（包括词头符号）的字母类别、大小写、正斜体、字体。例如：用大写字母P而没有用小写字母p表示“压力”（或“压强”）和“应力”的符号；用斜体字母T而没有用正体字母T表示矩阵转置的上标（如错将A^T表示成A^T）；用大写字母M而没有用小写字母m表示“长度”的单位；用KW而没有用kW表示“功率”的单位；用拉丁字母k或K而没有用希腊字母κ表示“曲率”的符号。

（10）没有正确使用词头。例如：将1.53×10⁶ m³写成1.53 Mm³；将kN·m表示成   N·km；将kJ／mol写成J／mmol。

（11）没有使用标准化表示法表示图表中的量和单位。例如：将“转速 n／（r·min⁻¹）”表示成“转速 n，r·min^−1”或“转速 （r·min⁻¹）”，甚至错写成“转速 n／r·min^−1”或“转速 n／r／min”。

（12）没有使用单个黑（加粗）体和斜体字符表示矩阵、矢量和张量的符号。例如：将矩阵K表示成非黑（未加粗）体字母K或正体字母K，或字符加方括号的形式［K］，或字符上方加箭头的形式                             或，或字符串（如英文单词缩写MK或全称matrixK）。

（13）没有使用标准符号E或I表示单位矩阵的符号。

（14）没有使用标准符号e表示单位矢量的符号。例如：用n而没有用e_n表示单位法向矢量；用t而没有用e_t表示单位切向矢量。

（15）对量纲一的量列出了单位。例如：用“个”等量词作这种量的单位。

（16）在单位名称的后面附以“数”代替量名称。例如：将“时间t／d”表示成“天数／d”，将“力F／N”表示成“牛顿数／N”。

（17）行文中对同一量的表达不统一。例如：在同一文章中混用多个符号U，V，u或v来表示同一量“电位差”。

量和单位使用注意事项

1. 空间和时间

（1）暂时还允许使用容积这一量名称，其量符号和单位与体积的相同。

（2）笛卡儿坐标一般用英文小写斜体字母xyz表示，原点用英文大写斜体字母O表示；当坐标轴都标注数值且都从数字0开始时，原点应该用数字0表示。数控机床标准中用大写斜体字母XYZ，计算机编程语言中用大写正体字母XYZ都是允许的。

2. 力学

（1）质量的量符号为m，氧的质量应表示为（O₂）。质量的单位为kg。表示物体的质量时不允许使用重量，有困难不改者，应加注说明指物体的质量（重量按习惯仍可用于表示质量，但不赞成这种习惯）。重量是物体在特定参考系中获得其加速度等于当地自由落体加速度时的力，单位为N。在地球参考系中，重量常称为物体所在地的重力。

（2）过去使用的比重γ一般应以密度ρ替代，比重（N／m³）与密度（kg／m³）的换算关系是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表示单位体积的重力，为密度ρ与重力加速度g的乘积，即γ＝ρg。工程中还有堆密度、松散密度、假密度等，这类量在生产中仍有实用意义，可以继续使用。

（3）要注意区分转动惯量（惯性矩）与截面二次轴矩（惯性矩）的区别，前者的单位是kg·m²，后者的单位是m⁴。

（4）在电机和电力拖动专业暂时还允许使用飞轮力矩GD²，其单位是N·m²而不是 kg·m²。

3. 热学

（1）热力学温度的量符号为T，单位为K；摄氏温度的量符号为t，单位为℃。这两个量不可混用。当表示温度间隔或温差时，单位K和℃均可使用。摄氏温度的定义是t＝T－T₀，T₀＝273.15 K，不应再使用“水的冰点为0℃，沸点为100℃”这样的陈旧定义。

（2）过去使用的比热应改为质量热容或比热容（单位为J（kg·K））。与比热容有关的摩尔热容C_m（单位为J（mol·K））列于GB 3102.8中，体积热容C_V（单位为J（m³·K））在国家标准中虽未列出，但可以使用。

（3）常见的换热系数、给热系数应改为传热系数；［对流放热系数应改为表面传热系数。在建筑技术中允许使用热传递系数U。

（4）因各种形式的功和能的单位都用SI单位J，故以前的工程制所列公式中的热功当量、功热当量均不再使用。

（5）过去行业中多以h作焓的量符号，这容易与质量焓相混淆，应改用H。

（6）等熵指数的量符号是希腊字母κ。过去使用的绝热指数应改用等熵指数。

4. 电学和磁学

（1）不可以使用电流强度这种已淘汰的量名称。

（2）电［量］的简称是电荷而不是电量。

（3）电（电势）Vφ用于静电场。电位差U（V）用于静电场，电压用于各种场合。强电多用符号U，弱电多用符号V。电动势E用于电源上，电动势不可简称为电势。

（4）不要将绕组的匝数N与电气图形符号中绕组的文字符号W混淆。

（5）在电工技术中，有功功率单位用瓦特（W），视在功率单位用伏安（V·A），无功功率单位用乏（var）。

5. 物理化学和分子物理学

（1）代表抽象物质的符号表示成右下标的形式，如B的浓度可写成c_B。代表具体物质的符号及其状态应置于与主符号齐线的括号中，如（H₂SO₄。量符号右上角加“*”表示“纯”，加“Θ”表示“标准”。（括号中的表达较为简单时，也可排为下标的形式。）

（2）原子量应改为相对原子质量A_r，分子量应改为相对分子质量M_r。

（3）使用物质的量（包括其导出量）时必须指明基本单元。基本单元包括原子、分子、离子、电子及其他粒子或这些粒子的特定组合。例如：（H₂SO₄＝1 mol，式中的基本单元是H₂SO₄，表示H₂SO₄的单元数与0.012 kg碳12的原子数目相同，称H₂SO₄的物质的量为1 mol。H₂SO₄的物质的量不表示H₂SO₄的粒子数、质量。

过去使用的克分子数、克原子数、摩尔数都应改为物质的量，单位为mol。例如：“1克分子H₂SO₄”应改为“H₂SO₄的物质的量为1 mol”。

过去使用的克当量应改为该物质当量粒子的物质的量。例如：“10克当量的H₂SO₄”应改为“＝10 mol”，分母2表示H₂SO₄在化学反应中失去H^＋的个数，H₂SO₄表示当量粒子。

（4）使用摩尔质量M时须指明基本单元，对给定的基本单元，其M是一个常量：M＝M_rg／mol。例如：（Cl＝35.5 g／mol，（O₂＝16 g／mol。过去使用的克分子量、克原子量都应改为摩尔质量。例如：“氯的克分子量为35.5”现应改为“氯的摩尔质量为35.5  g／mol”。

（5）应将克分子体积改为摩尔体积（V_m），并指明基本单元。

（6）应将克分子热容改为摩尔热容（C_m），并指明基本单元。

（7）表示含量与成分的量和单位分为以下三类8项。

第一类：

①B的分子浓度C_B＝N_B／V（B的分子数／混合物的体积），单位为m⁻³。

②B的质量浓度ρ_B＝m_B／V（B的质量／混合物的体积），单位为kg／m³或kg／L。

③B的浓度、B的物质的量浓度c_B＝n_B／V（B的物质的量／混合物的体积），单位为mol／m³或mol／L，应该替代体积克分子浓度、摩尔浓度、体积摩尔浓度、克分子浓度、当量浓度。

第二类：

④B的质量分数w_B＝m_B／m（B的质量／混合物的质量）替代重量百分浓度、浓度（wt）。“质量分数为15%”不写作“15%（m／m）”。还可用5 μg／g的形式表示。

⑤B的体积分数φ_B＝V_B／V（B的体积／混合物的体积）替代体积百分浓度、浓度（vt）。“体积分数为10%”不宜写作10%（V／V）。还可用5.3 mL／m³的形式表示。

⑥B的摩尔分数x_B＝n_B／n（B的物质的量／混合物的物质的量）替代克分子百分浓度、摩尔百分浓度、浓度（at）。

第三类：

⑦溶质B的摩尔比r_B＝n_B／n（溶质B的物质的量／溶剂的物质的量，单位为1）。

⑧溶质B的质量摩尔浓度b_B＝n_B／m（溶质B的物质的量／溶剂的质量，单位为mol／kg）替代重量克分子浓度、重量摩尔浓度。

（8）不要随意使用浓度这个名词。只有在B的分子浓度、B的质量浓度、B的物质的量浓度、溶质B的质量摩尔浓度等名称中可以用加定语的浓度，其中只有B物质的量浓度可简称为B的浓度。

（9）混合物组成比例的表示方法应改为质量分数、体积分数或摩尔分数表示。例如：    “C 0.10%”应改为“（C＝0.10%”，也可以叙述为“碳的质量分数为0.1%”；“Cu%＝40%”应改为“（Cu＝40%”。

（10）摩尔气体常数R应替代克分子气体常数。

（11）不应使用ppm，pphm，ppb之类的缩略语。例如：“质量分数为4.2 μgg”或“质量分数为4.2×10^{−6”，不表示为“质量分数为}4.2 ppm”。