公升
實驗室裡要檢定一隻新的 1000 mL 量瓶。把它放在天平上,注入蒸餾水至環形刻線,讀數為 997.20 g。如果按一公升水重一公斤來算,這隻量瓶差近三毫升,應當判為不合格。實際上這隻量瓶的誤差不到十分之一毫升。20 °C 的水比 4 °C 的水輕,空氣還會把水向上托起一點。
公升是立方分公尺的專門名稱。自 1964 年起,1 L 精確等於 1 dm³,與水毫無關係。在此之前,公升按質量定義:一公斤純水在 4 °C 時的體積。這樣定義的公升比立方分公尺大百萬分之 28。公升不屬於 SI,但允許與 SI 並用。牛奶、燃料和葡萄酒按公升出售,藥物按毫升配給。
| 量 | 體積,容量;量綱 L³ |
| 定義 | 1 L = 1 dm³ = 0.001 m³ 精確(第12屆 CGPM,1964) |
| 記號 | L 或 l;分數單位 mL、µL,倍數單位 hL;不允許寫作 ℓ |
| 地位 | 非 SI 單位,《SI 手冊》中列於可與 SI 並用的單位表 |
| 一升水 | 999.97 g(4 °C)· 998.21 g(20 °C)· 997.16 g(空氣中稱量) |
| 典型值 | 50 µL——一滴 · 250 mL——一杯 · 158.987 L——一桶石油 |
01 · 定義
稜長十公分的立方體
一公升是稜長 1 dm 的立方體的體積。其中有一千立方公分,一千公升構成一立方公尺。毫升和立方公分是同一個量。醫生寫 5 mL,而在舊的醫學文獻中會見到 5 cc,即 cubic centimetre。
容器的容積幾乎從不用尺子量,而是稱水的質量:用質量除以密度。水的密度隨溫度變化,所以計算中要用到溫度計。天平用鋼砝碼校準,而水的體積是鋼的八倍,空氣對水的浮力更大,由此產生千分之一的修正。玻璃受熱會膨脹,所以體積要換算到 20 °C。水和空氣的修正合併在 ISO 4787 的係數 Z 中,玻璃的修正則是公式裡單獨的一個因子。
一公升有多重
每一行都是秤上的一公升液體。長條表示質量,細豎線表示 1000 g。溫度改變密度:受熱時液體膨脹,一公升裡裝的物質就少了。請選擇溫度。
五種容器,一臺天平,一些水
主要操作是「開始檢定」按鈕。空容器放上天平,記下讀數。然後注入蒸餾水,最後幾滴用吸管加入,直到彎月面的下緣恰好觸及刻線。再稱一次盛水的容器。把兩次讀數之差換算成 20 °C 時的體積,並與容器的容差比較。在場景下方選擇容器:1000 mL 量瓶、量筒、25 mL 吸量管、帶 ℮ 標誌的 1.5 L 瓶或廚房量杯。同一處還可設定水溫和讀彎月面時眼睛的位置。「按 1 kg = 1 L 計算」按鈕啟用日常演算法:公克直接當作毫升。
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02 · 換算
美製加侖按立方英吋定義:恰好 231 in³。自 1959 年起一英吋等於 25.4 mm,所以美製加侖摺合的公升是精確數 3.785411784。
英制加侖自 1985 年起同樣是精確值:4.54609 L。此前它被定義為 10 磅水在 62 °F 時的體積,與 1901 年的公升一樣,是通過水的質量來定義的。
03 · 數量級
04 · 測量儀器
05 · 書寫規則
06 · 相鄰單位
07 · 歷史部分
1901 年,公升被定義為一公斤純水在密度最大和標準壓力下的體積。公尺制的創立者認為這個體積等於一立方分公尺。二十世紀初的測量表明,公升更大一些:1.000028 dm³。差值是百萬分之 28,摺合每公升 0.028 mL。
精密工作中於是有了兩個單位:公升和立方分公尺。密度時而記作 g/mL,時而記作 g/cm³,數字在第五位上就不一致了。1964 年,第12屆 CGPM 取消了通過水來定義的做法,使公升成為立方分公尺的另一個名稱。從此水的密度是被測量的量,而不再是單位定義的一部分。
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一滴酸改變果汁的顏色,鹽為火焰染色,水被輕敲一下就結冰。下面是 Simetrium 的全部頁面,按學科和字母順序排列。
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