在世界大多数地方的标准温度计上，显示的数字通常是摄氏度。这种刻度几乎成为日常生活的标准。人们依赖摄氏度来判断天气是否需要穿外套，或检查烤箱是否够热以烤蛋糕。

然而，在科学教科书和实验室中，经常会出现另一个符号：大写的K。这个字母代表开尔文。

对于学生或任何对科学感兴趣的人来说，看到两种不同的温标可能会感到困惑。幸运的是，摄氏度和开尔文的关系非常直接。不需要高级微积分或复杂的公式。这种联系仅仅是数字上的简单偏移。

摄氏度和开尔文之间的关系是什么？

最关键的事实是，摄氏度和开尔文使用完全相同的刻度单位长度。

为了形象说明，想象两把不同的梯子并排放置。摄氏梯子的每一步间距与开尔文梯子的间距完全相同。摄氏温度上升一个单位，就像开尔文温度上升一个单位，代表相同的热量增加。

• 单位大小相同： 温度上升1摄氏度 () 就完全等同于上升1开尔文 ()。
• 无拉伸： 不同于使用较小刻度的华氏度，这两种刻度保持完美同步。

唯一的实际区别在于两者“零点”位置的不同。

神奇的数字：273.15

由于起点不同，有一个特定数字桥接了两者的差距：273.15。

这个数字是摄氏度和开尔文关系的关键。要从一个系统转换到另一个系统，只需要加上或减去这个特定数值。无需乘法或除法，比转换成华氏度简单得多。

理解起点

要充分理解摄氏度和开尔文的关系，有助于查看两种系统“零点”所代表的含义。它们的设计初衷不同。

摄氏度：基于水

摄氏度刻度是基于人类生活和地球环境设计的。水对生命至关重要，因此该温标以水的状态变化为参考点。

• 0°C（冰点）： 液态水变为固态冰的温度。
• 100°C（沸点）： 液态水变为气态（蒸汽）的温度。

由于它与水的状态变化相符，摄氏度非常适合描述天气或烹饪。

开尔文：基于能量

开尔文刻度专为科学家、物理学家和天文学家的需求设计。它需要一个以宇宙温度真实“最低点”为起点的尺度。

• 0 K（绝对零度）： 表示存在的最低温度。在这一点，所有热能消失，原子几乎停止运动。
• 无负值： 由于0 K 是绝对最低温，开尔文刻度不包含负数。这使得物理计算更简洁。

如何在摄氏度和开尔文之间转换

因为摄氏度和开尔文的关系是通过简单的偏移定义的，转换过程很快。

摄氏度转换为开尔文

已知摄氏温度时，求对应开尔温度只需要简单加法。公式将刻度向上平移神奇数字。

公式：

示例：水的沸点是 。用开尔文表示是：

开尔文转换为摄氏度

反之，若知道开尔温度，求对应的摄氏温度只需减法。

公式：

示例：绝对零度是 。用摄氏度表示是：

比较表：摄氏度 vs. 开尔文

下表演示了常见温度事件在两种温标中的对应关系，突出显示了摄氏度和开尔文的稳定转换关系。

为什么我们使用两种不同的温标？

自然会好奇，为什么世界不统一使用一个温标。答案在于两者的应用领域不同。

摄氏度 是日常生活的主角。

• 对公众直观易懂。
• 大家立刻知道 是冰冷， 是炎热。
• 数字较小，便于天气预报和恒温器使用。

开尔文 是科学与数学的主角。

• 对气体定律和热力学方程至关重要。
• 使用负数（如 ）在复杂公式中可能导致数学错误或不合理结果（如计算负体积）。
• 开尔文解决了这一问题，从零开始，只向上增长，保持所有值为正。

常见问题解答

1摄氏度的大小等于1开尔文吗？

是的。两个单位的大小完全相同。温度上升1摄氏度代表的热量升高与升高1开尔文完全一致。梯子的步距相同，只是两个梯子站在不同高度。

开尔文使用度符号（°）吗？

不。准确的说法是“摄氏度”（），而科学用温标则称为“开尔文”，符号是大写K，不带圆圈。例如，写 ，而不是 。

为什么转换数字是273.15？

这个数字代表绝对零度与水的冰点之间的精确差值。由于绝对零度发生在 ，开尔文温标必须平移这个数值，使绝对零度对应 。

开尔文可能为负数吗？

不可能。科学定义中， 是物理宇宙可达到的最低温度。比“原子无运动”更低的温度不可能存在。因此，标准热力学中不存在负开尔文温度。