学习目标：

1、了解常用的基本单位，特别是化工生产中常用的五种基本单位；

2、了解四种常用单位制；

3、掌握不同单位制之间的换算方法。

一、单位制度

在工程和科学中，单位制度有不同的分类方法。

1.基本单位和导出单位

一般选择几个独立的物理量（如质量、长度、时间、温度等），根据使用方便的原则规定出它们的单位，这些选择的物理量称为基本物理量，其单位称为基本单位。其它的物理量（如速度、加速度、密度等）的单位则根据其本身的物理意义，由有关基本单位组合而成。这种组合单位称为导出单位。

2.绝对单位制度和重力单位单位（工程单位）制度

绝对单位制以长度、质量、时间为基本物理量，力是导出物理量，其单位为导出单位；重力单位制以长度、时间和力为基本物理量，质量是导出物理量，其单位为导出单位。力和质量的关系用牛顿第二运动定律相关联。

上述两种单位制度中又有米制单位与英制单位之分。两种单位制度中米制与英制的基本单位列于表0-1。

3.国际单位制度（SI制）

1960年10月第十一届国际计量大会通过了一种新的单位制度，称为国际单位制度，其代号为SI，它是mks制的引伸。

由于SI制的"统用性"和"一贯性"的优点，在国际上迅速得到推广。

                 表1 两种单位制度中的米制与英制的基本单位

4.《中华人民共和国法定计量单位》（简称法定单位制）

中华人民共和国法定计量单位制度的内容见附录一。

本套教材中采用法定单位制。在少数例题与习题中有意识地编入一些非法定单位，目的是让读者练习单位之间换算。

5. 单位换算

换算因子――彼此相等而单位不同的两个同名物理量（包括单位在内）的比值称为换算因子。。

1)．物理量的单位换算

同一物理量，若采用不同的单位则数值就不相同。例如最简单的一个物理量，圆形反应器的直径为1m，在物理单位制度中，单位为cm，其值为100；而在英制中，其单位为ft，其值为3.2808。它们之间的换算关系为：

反应器的直径D = 1m  = 3.2808ft

同理，重力加速度g不同单位制之间的换算关系为：

重力加速度g = 9.81m/s2 = 24525px/s2 = 32.18ft/s2

常用物理量的单位换算关系可查附录二。

若查不到一个导出物理量的单位换算关系，则从该导出单位的基本单位换算入手，采用单位之间的换算因数与基本单位相乘或相除的方法，以消去原单位而引入新单位。

2)．经验公式（或数字公式）的单位换算

化工计算中常遇到的公式有两类：

一类为物理方程，它是根据物理规律建立起来的，如前述的式0-1。物理方程遵循单位或因次一致的原则。同一物理方程中绝不允许采用两种单位制度。

用一定单位制度的基本物理量来表示某一物理量，称为该物理量的因次。在mks单位制度中，基本物理量质量、长度、时间、热力学温度的因次分别用M、L、T与θ表示，力的因次为MLT2；在重力单位制度中，力为基本量，其因次用F表示，质量的因次则变为FT2L-1。因次一致的原则是因次分析方法的基础。

另一类为经验方程，它是根据实验数据而整理成的公式，式中各物理量的符号只代表指定单位制度的数据部分，因而经验公式又称数字公式。当所给物理量的单位与经验公式指定的单位制度不相同时，则需要进行单位换算。可采取两种方式进行单位换算：将诸物理量的数据换算成经验公式中指定的单位后，再分别代入经验公式进行计算；若经验公式需经常使用，对大量的数据进行单位换算很繁琐，则可将公式加以变换，使式中各符号都采用所希望的单位制度。

例：以两个串联的蒸发器对NaOH水溶液予以浓缩，流程及各符号意义如图所示，F、G、E皆为NaOH水溶液的质量流量，x表示溶液中含NaOH的质量分数，W表示各蒸发器产生水蒸气的质量流量。若F=6.2kg/s，x0＝0.105，x2＝0.30， W1:W2＝1:1.15，问：W1、W2、E、x1各为多少？

解：对控制体Ⅰ，NaOH物料衡算：Fx0=Ex2

即   6.2×0.105=E×0.30，E=2.17 kg/s

总物衡：W1+W2=F-E=6.2-2.17=4.03 kg   

W1=4.03/2.15=1.87 kg/s ，

W2=4.03-1.87=2.16 kg/s  

对控制体Ⅱ，总的物料衡算：

G=F-W1=6.2-1.87=4.33 kg/s

NaOH物料衡算： Fx0=Gx2， 即6.2×0.105=4.33x1, x1=0.15

例2 已知理想气体通用常数R=0.08205物理大气压·升/(摩尔·K)，试求采用J/(kmol·K)时R的数值。

解：写出以J/(kmol.k)的单位为理想气体通用常数R之值。

∵1物理大气压=1.0133×105N/m2，1升=10-3m3

∴

一、名词：

1、法定计量单位：由国家以命令形式规定允许使用的计量单位

二、填空：

1、长度单位是______，质量单位是______，时间单位是______，温度单位是______，物质的量单位是______。

2、化工单元操作中的“三传”指的是__________传递、__________传递和__________传递。

3、室温25℃，换算为热力学温度是（      ） K

4、1.2g/cm³=(             )kg/m³

5、1MPa=(       ) kPa= (          ) Pa=(       ) mPa

二、简答：

1、常用的单位有几种，国际单位制哪一种？

四、计算：

每小时将5000kg的无机盐水溶液（F₀）从12%（w₀）浓缩到30%（w₁），求蒸发器每小时蒸出水分的量（W）。