Войти
Водные растворы флуоресцеина, разбавленные от 1 до 10 000 частей на миллион с интервалами 10-кратной концентрации. При концентрации 1 ppm раствор имеет очень бледно-желтый цвет. По мере увеличения концентрации цвет становится более ярко-желтым, затем оранжевым, а последние 10 000 ppm приобретают темно-красный цвет. В науке и технике, то миллионная доля представляет собой набор псевдо-единиц, чтобы описать малые значения разных безразмерных величин, например, моль фракции или массовой фракции. Поскольку эти дроби представляют собой меры количества к количеству, они представляют собой чистые числа без связанных единиц измерения. Обычно используются доли на миллион ( ppm, 10 −6), доли на миллиард ( ppb, 10 −9), доли на триллион ( ppt, 10 −12) и доли на квадриллион ( ppq, 10 −15). Это обозначение не является частью Международной системы единиц (СИ), и его значение неоднозначно.
Обозначения по частям часто используются для описания разбавленных растворов в химии, например, относительного содержания растворенных минералов или загрязняющих веществ в воде. Количество «1 ppm» может использоваться для массовой доли, если переносимый водой загрязнитель присутствует в количестве одной миллионной грамма на грамм раствора пробы. При работе с водными растворами принято считать, что плотность воды составляет 1,00 г / мл. Поэтому принято приравнивать 1 килограмм воды к 1 л воды. Следовательно, 1 ppm соответствует 1 мг / л, а 1 ppb соответствует 1 мкг / л.
Точно так же обозначение частей на единицу используется также в физике и технике для выражения значения различных пропорциональных явлений. Например, специальный металлический сплав может расширяться на 1,2 микрометра на метр длины на каждый градус Цельсия, и это может быть выражено как « α = 1,2 ppm / ° C». Обозначения частей-на также используются для обозначения изменения, стабильности или неопределенности в измерениях. Например, точность измерения расстояния до местности при использовании лазерного дальномера может составлять 1 миллиметр на километр расстояния; это можно выразить как « Точность = 1 ppm».
Все обозначения частей на единицу являются безразмерными величинами: в математических выражениях единицы измерения всегда отменяются. В фракций, таких как "2 нм на метр" (2 н м / м = 2 нано = 2 × 10 -9 = 2 частей на миллиард = 2 × 0,000 000 001), так что факторы являются чисто числом коэффициентов с положительными значениями меньше или равно 1. Когда части за обозначения, в том числе процента символа (%), используются в регулярной прозе (в отличие от математических выражений), они по-прежнему являются безразмерными величинами в чистом виде. Однако они обычно принимают буквальное значение «частей на» сравнительного соотношения (например, «2 частей на миллиард» обычно интерпретируется как «две части на миллиард частей»).
Обозначения по частям могут быть выражены в любых единицах одной и той же меры. Так, например, коэффициент теплового расширения определенного латунного сплава, α = 18,7 м.д. / ° С, может быть выражен как 18,7 ( мкм / м) / ° С, или в виде 18,7 (μ в / в) / ° С; числовое значение, представляющее относительную пропорцию, не меняется с принятием другой единицы длины. Точно так же дозирующий насос, который впрыскивает следы химического вещества в основную технологическую линию с пропорциональной скоростью потока Q p = 125 ppm, делает это со скоростью, которая может быть выражена в различных объемных единицах, включая 125 мкл / л, 125 μ гал / галлон, 125 см 3 / м 3, и т.д.
В спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) химический сдвиг обычно выражается в миллионных долях. Он представляет собой разницу измеренной частоты в миллионных долях от опорной частоты. Опорная частота зависит от магнитного поля прибора и измеряемого элемента. Обычно выражается в МГц. Типичные химические сдвиги редко превышают несколько сотен Гц от эталонной частоты, поэтому химические сдвиги удобно выражать в ppm (Гц / МГц). Обозначение частей на единицу дает безразмерную величину, которая не зависит от напряженности поля прибора.
| 1 из → = ⭨ из ↓ | за процент (%) | за 1000 (‰) | за 10 000 (‱) | на 100 000 (пкм) | на миллион (ppm) | на миллиард (ppb) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| % | 1 | 0,1 | 0,01 | 0,001 | 0,0001 | 10 - 7 |
| ‰ | 10 | 1 | 0,1 | 0,01 | 0,001 | 10 - 6 |
| ‱ | 100 | 10 | 1 | 0,1 | 0,01 | 10 - 5 |
| pcm | 1,000 | 100 | 10 | 1 | 0,1 | 0,0001 |
| промилле | 10 000 | 1,000 | 100 | 10 | 1 | 0,001 |
| ppb | 10 7 | 10 6 | 10 5 | 10 000 | 1,000 | 1 |
Визуализация 1%, 1 ‰, 1 ‱, 1 pcm и 1 ppm как доли большого блока (увеличенная версия) Хотя Международное бюро мер и весов (международная организация по стандартизации, известная также по своим французским инициалам BIPM) признает использование обозначений частей на единицу, формально оно не является частью Международной системы единиц (СИ). Обратите внимание, что хотя « процент » (%) формально не является частью SI, и BIPM, и Международная организация по стандартизации (ISO) занимают позицию, что «в математических выражениях международно признанный символ% (процент) может использоваться с СИ для представления числа 0,01 дюйма для безразмерных величин. Согласно IUPAP, «постоянным источником раздражения для сторонников чистоты единиц было постоянное использование процентов, частей на миллион, частей на миллиард и частей на миллион». Хотя SI-совместимые выражения следует использовать в качестве альтернативы, нотация частей на единицу по-прежнему широко используется в технических дисциплинах. Основные проблемы с нотацией частей в единицу изложены ниже.
Поскольку названные числа, начинающиеся с « миллиарда », имеют разные значения в разных странах, BIPM предлагает избегать использования «ppb» и «ppt» во избежание недоразумений. США Национальный институт стандартов и технологии (NIST) занимают позицию строгой, заявив, что «язык-члены, зависящего от [...] не являются приемлемыми для использования с СИ, чтобы выразить значение величин».
Хотя «ppt» обычно означает «части на триллион», иногда это означает «части на тысячу». Если значение «ppt» не определено явно, оно должно определяться из контекста.
Другая проблема, связанная с обозначением частей на единицу, заключается в том, что они могут относиться к массовой доле, мольной доле или объемной доле. Поскольку обычно не указывается, какое количество используется, лучше записывать единицы измерения в кг / кг, моль / моль или м 3 / м 3 (даже если все они безразмерны). Разница весьма значительна при работе с газами, и очень важно указать, какое количество используется. Например, коэффициент преобразования между массовой долей 1 ppb и мольной долей 1 ppb составляет около 4,7 для парникового газа CFC-11 в воздухе. Для объемной доли суффикс «V» или «v» иногда добавляется к обозначению частей на единицу (например, ppmV, ppbv, pptv). К сожалению, ppbv и pptv также часто используются для мольных долей (что идентично объемной доле только для идеальных газов).
Чтобы отличить массовую долю от объемной доли или мольной доли, к сокращению иногда добавляют букву «w» (обозначающую «вес») (например, ppmw, ppbw).
Использование обозначений частей на единицу, как правило, довольно фиксировано в самых конкретных областях науки, что приводит некоторых исследователей к выводу, что их собственное использование (масса / масса, моль / моль, объем / объем или другие) является единственно правильным. один. Это, в свою очередь, приводит к тому, что они не указывают их использование в своих публикациях, и поэтому другие могут неверно истолковать их результаты. Например, электрохимики часто используют объем / объем, в то время как инженеры-химики могут использовать массу / массу, а также объем / объем. Во многих академических публикациях, в остальном превосходного уровня, не указывается использование обозначений частей на единицу.
Единицы, совместимые с SI, которые можно использовать в качестве альтернативы, показаны в таблице ниже. Выражения, которые BIPM явно не считает подходящими для обозначения безразмерных величин с помощью SI, отмечены !.
| Мера | Единицы СИ | Именованные доли на соотношение (короткая шкала) | Части за сокращение или символ | Значение в научных обозначениях |
|---|---|---|---|---|
| Штамм из... | 2 см / м | 2 части на сотку | 2% | 2 × 10 −2 |
| Чувствительность... | 2 м В / В | 2 части на тысячу | 2 ‰ ! | 2 × 10 −3 |
| Чувствительность... | 0,2 мВ / В | 2 части на десять тысяч | 2 ‱ ! | 2 × 10 −4 |
| Чувствительность... | 2 мкВ / В | 2 части на миллион | 2 частей на миллион | 2 × 10 −6 |
| Чувствительность... | 2 н В / В | 2 части на миллиард ! | 2 частей на миллиард ! | 2 × 10 −9 |
| Чувствительность... | 2 п В / В | 2 части на триллион ! | 2 п.п. ! | 2 × 10 −12 |
| Массовая доля... | 2 мг / кг | 2 части на миллион | 2 частей на миллион | 2 × 10 −6 |
| Массовая доля... | 2 мкг / кг | 2 части на миллиард ! | 2 частей на миллиард ! | 2 × 10 −9 |
| Массовая доля... | 2 нг / кг | 2 части на триллион ! | 2 п.п. ! | 2 × 10 −12 |
| Массовая доля... | 2 пг / кг | 2 части на квадриллион ! | 2 ppq ! | 2 × 10 −15 |
| Объемная доля... | 5,2 мкл / л | 5,2 частей на миллион | 5,2 частей на миллион | 5,2 × 10 −6 |
| Мольная доля... | 5,24 мкмоль / моль | 5,24 частей на миллион | 5,24 частей на миллион | 5,24 × 10 −6 |
| Мольная доля... | 5,24 нмоль / моль | 5,24 частей на миллиард ! | 5,24 частей на миллиард ! | 5,24 × 10 −9 |
| Мольная доля... | 5,24 пмоль / моль | 5,24 частей на триллион ! | 5.24 пп ! | 5,24 × 10 −12 |
| Стабильность... | 1 (мкА / А) / мин | 1 часть на миллион в минуту | 1 частей на миллион / мин | 1 × 10 −6 / мин |
| Смена... | 5 нОм / Ом | 5 частей на миллиард ! | 5 частей на миллиард ! | 5 × 10 −9 |
| Неуверенность в... | 9 мкг / кг | 9 частей на миллиард ! | 9 частей на миллиард ! | 9 × 10 −9 |
| Смена... | 1 нм / м | 1 часть на миллиард ! | 1 ppb ! | 1 × 10 −9 |
| Напряжение... | 1 мкм / м | 1 часть на миллион | 1 промилле | 1 × 10 −6 |
| Температурный коэффициент из... | 0,3 (мкГц / Гц) / ° C | 0,3 частей на миллион на ° C | 0,3 частей на миллион / ° C | 0,3 × 10 −6 / ° С |
| Изменение частоты... | 0,35 × 10 −9 ƒ | 0,35 части на миллиард ! | 0,35 частей на миллиард ! | 0,35 × 10 −9 |
Обратите внимание, что все обозначения в столбце «Единицы СИ» выше являются безразмерными величинами ; то есть единицы измерения коэффициента из в выражениях, как «1 нм / м» (1 н м / м = 1 нано = 1 × 10 -9), так что факторы являются чисто-число коэффициентов со значениями меньше 1.
Из-за громоздкости выражения определенных безразмерных величин в соответствии с руководящими принципами СИ, Международный союз теоретической и прикладной физики (IUPAP) в 1999 году предложил принять специальное название «uno» (символ: U) для обозначения числа 1 в безразмерных величинах.. В 2004 году в отчете Международного комитета мер и весов (CIPM) говорилось, что ответ на предложение ООН «был почти полностью отрицательным», и главный сторонник «рекомендовал отказаться от этой идеи». На сегодняшний день uno не был принят какой-либо организацией по стандартизации, и маловероятно, что он когда-либо станет официально санкционированным способом выражения безразмерных величин с низкой стоимостью (с высоким коэффициентом).
Средства массовой информации, относящиеся к нотации частей на единицу, на Викискладе?
