°C 转 K 摄氏度 ↔ 开尔文 免费 在线 安全

实验记录表、气候报告与数据表:把摄氏度换算成开尔文

一道化学题把温度给为 25 °C,但公式要求用开尔文。一份气候报告谈到升温 1.5 度,一张数据表引述镓的熔点为 302.9 K,而 Linux 终端以千分之一度打印处理器温度。任何学习或从事科学工作的人,都会在同一页上遇到两种温标。要把 °C 换算成 K,加上 273.15:0 °C 是 273.15 K,25 °C 是 298.15 K,100 °C 是 373.15 K。上面的计算器在您输入时进行加法,下文则展示这些数字对考试、仪器、气候科学和计算机意味着什么。

您将看到带有算例的公式、对每种温标的简短介绍、一个比较、一长串实用案例以及应当避免的失误。运算在您的浏览器中进行,您输入的内容不会被发送到任何地方。

如何把 °C 换算成 K:加 273.15

公式

公式是 K = °C + 273.15。所以 20 °C 是 293.15 K,37 °C 是 310.15 K,−78.5 °C,即干冰的升华点,是 194.65 K。反过来换算,减去 273.15。在快速的工作中您可以加 273,而在细致的工作中您保留 .15。

算例

22 °C 的室温是 295.15 K。乙醇的沸点 78.4 °C 是 351.55 K。汞在 −38.83 °C 凝固,即 234.32 K。−196 °C 的液氮是 77.15 K,而可能的最低温度 −273.15 °C 是 0 K。

为什么只是一次加法

一开尔文与一摄氏度一样大。两种温标之间唯一的区别是零点所在的位置:开尔文从绝对零度开始,而摄氏度从水的冰点开始,后者高出 273.15 K。

一个快速的合理性检验

以开尔文计的温度永远不会是负的。如果“把 °C 换算成 K”的计算给出一个负数,要么是丢了符号,要么是起始值低于绝对零度,而这是不可能发生的。

摄氏温标

日常的温标

摄氏温标把水的冰点定为 0,把它在标准大气压下的沸点定为 100。它是几乎每个国家的日常温标,也是大多数实验室温度计上的温标。

它出现在哪里

天气预报、烤箱、医用温度计和学校实验。

开尔文

绝对温标

开尔文是温度的国际单位制基本单位。它的零点是绝对零度,自 2019 年起通过固定玻尔兹曼常数来定义。它写作 K,不带度的符号,简称开尔文,绝不说“开氏度”。

它出现在哪里

物理、化学、热力学、工程数据表和气候模型。

摄氏度与开尔文的对比

两种温标的步长相同,所以 1 °C 的变化就是 1 K 的变化。因此 1.5 °C 的升温就是 1.5 K 的升温。数值本身相差 273.15,所以 15 °C 是 288.15 K。偏移唯一重要的地方,是当您陈述绝对温度时。

这个加法是精确的,所以换算中没有取整。常见的失误是把一个区间当成温标上的一个位置。

这种换算出现在哪里

化学中的标准条件

IUPAC 把标准温度和压力定义为 273.15 K,即 0 °C,和 1 bar。常用的 SATP 约定是 298.15 K,即 25 °C。一摩尔理想气体在 273.15 K 和 1 atm 下占 22.41 升,在 298.15 K 下约占 24.5 升。考试题目常常以摄氏度给出温度,并期望您在代入公式之前先做一次“把 °C 换算成 K”的计算。

加热水

水的比热是每克每开尔文 4.184 焦耳。把一千克水从 20 °C 加热到 100 °C,需要升高 80 K,所以 80 × 4.184 = 334.7 kJ,约合 0.093 kWh。温度升高的数值在开尔文和摄氏度下相同,所以对于温差不需要 273.15。

气候与温度距平

当科学家说自工业化前以来世界已升温约 1.1 到 1.2 K 时,他们的意思与 1.1 到 1.2 °C 相同。《巴黎协定》的 1.5 °C 目标就是 1.5 K 的升温。全球平均地表绝对温度接近 288 K,即 15 °C,但距平的引述不带偏移。

数据表上的参考条件

气体、液体和材料的数据表会说明参考温度。NIST 常用 20 °C,即 293.15 K,而化学表格使用 25 °C,即 298.15 K,物理表格使用 273.15 K。如果不注意参考条件就比较两个来源的数值,会导致细小但真实的差异,所以对每个来源快速做一次把 °C 换算成 K 就能把它们理清。

电池与寒冷

锂离子电池通常额定在 −20 到 60 °C 之间工作,即 253.15 到 333.15 K。容量在寒冷中急剧下降,在 0 °C,即 273.15 K 以下充电可能损坏电池。为电池建模的工程师在阿伦尼乌斯方程中使用开尔文,这些方程描述了它的化学反应在冬天如何变慢。

航天器

近地轨道卫星的表面在阳光与阴影之间穿行时,温度可在约 −150 到 +120 °C 之间摆动,即 123 到 393 K。设计师使用散热器、加热器和涂层使电子设备保持在接近 273 到 313 K。航天器的所有热模型都以开尔文书写,而汇总表格常常增加一列摄氏度。

医学与低温疗法

心脏骤停后,患者可能被冷却到 32 到 34 °C,即 305.15 到 307.15 K,以保护大脑。正常体温是 37 °C,即 310.15 K。医院以摄氏度记录,而为组织中的热传递建模的研究人员则换算成开尔文,所以“把 °C 换算成 K”的计算步骤在临床研究中反复出现。

深海与冰

深海约在 2 到 4 °C,即 275 到 277 K,冷暖两个极限之间只相差 2 K。南极洲的冰在靠近表面处可以是 −50 °C,即 223 K。海洋学家谈论零点几度的变化,这些变化在两种温标下数值相同。

热导率与 U 值

热导率以每米每开尔文多少瓦给出。一种 0.035 W/(m·K) 的矿棉,每米厚度、两面之间每一开尔文的温差,传导 0.035 瓦。由于这个单位的分母中含有开尔文,它同样是每摄氏度,所以对于温差不需要换算。

电子表格公式

把摄氏度的数值放在 A 列,并在 B 列使用 =A2+273.15。反向则使用 =B2-273.15。对于温差,原样复制该值。格式化为两位小数,并在表头写 K,不带度的符号。让来源列保持可见,这样审阅者可以核对偏移。

取整与有效数字

273.15 有五位有效数字,但典型的温度计只给出三位。换算 21.4 °C 得到 294.55 K,您应当取整为 294.6 K。不要报告超出测量所能支持的小数位数,并且在空格之后保留单位符号。

心算捷径

加上 273,如果要紧的话,再加 0.15。对于 20 °C,那是 293,或精确地说是 293.15。对于 −10 °C,是 263,或 263.15。对于日常和学校水平的问题,这个捷径是准确的,而对于计量报告,您保留完整的 273.15。

值得记住的路标

0 °C 是 273.15 K,20 °C 是 293.15 K,25 °C 是 298.15 K,37 °C 是 310.15 K,100 °C 是 373.15 K。再加上 −273.15 °C 处的绝对零度,您就有了六个锚点,涵盖入门课程中的大部分问题。

参考阶梯

−273.15 °C 是 0 K。−196 °C 是 77.15 K。−78.5 °C 是 194.65 K。−40 °C 是 233.15 K。0 °C 是 273.15 K。100 °C 是 373.15 K。1,000 °C 是 1,273.15 K。像这样的阶梯有助于一眼核对一张表格。

温度固定点

国际温标建立在固定点之上:氩的三相点 83.8058 K,汞 234.3156 K,水 273.16 K,镓的熔点 302.9146 K,铟 429.7485 K,锡 505.078 K 和锌 692.677 K。以摄氏度计,锡点是 231.928 °C,锌是 419.527 °C。校准实验室使用任一温标报告。

反向核对

要核对任何把 °C 换算成 K 的结果,减去 273.15,看看是否回到起点。如果 25 °C 变成了 298.15 K,那么 298.15 减 273.15 是 25。第二个检验是符号:开尔文值总是正的,而且总是大于摄氏值。

正确书写单位

写 300 K 时,中间有一个空格,不带度的符号。国际单位制手册把这个单位称为开尔文,拼写出来时 k 为小写。摄氏度带度的符号和大写的 C,如 25 °C。把形式混用,例如 °K,是学生作业中常见的标注错误。

实践中的温差

当一个过程把液体加热 30 °C 时,它就是把它加热了 30 K,所需的热量是质量乘以比热再乘以 30。给温差加上 273.15 是作业中常见的错误:30 °C 的加热不是 303.15 K 的加热。

辐射传热

单位面积的辐射功率与 T⁴ 成正比,T 以开尔文计。300 K 的表面发射 459 W/m²,330 K 的发射 672 W/m²,绝对温度升高百分之 10,辐射约多百分之 46。如果数字是摄氏度,从 27 °C 升到 57 °C 看起来像是翻了一倍,而实际并非如此。

考试策略

在限时考试中,先换算。在解题过程的顶端写下以开尔文计的温度,对照公式中的单位核对它,然后再计算。一开始就做好的“把 °C 换算成 K”的计算,可防止一个后续任何步骤都无法挽救的错误答案,而且阅卷人常常为正确的换算给分。

为什么湖泊从上面开始结冰

淡水在 3.98 °C,即 277.13 K 时密度最大。更冷的水较轻并上升,所以冰在表面形成,而深层保持在接近 4 °C。湖沼学家以摄氏度跟踪湖水温度剖面,他们使用的密度公式接受任一温标的温度,但状态方程常常以开尔文书写,这使“把 °C 换算成 K”的计算步骤成为建模的一部分。

高压灭菌器与灭菌

医院的高压灭菌器在 121 °C,即 394.15 K 下对器械灭菌至少 15 分钟,或者在 134 °C,即 407.15 K 下进行较短的周期。家里的高压锅达到约 115 到 120 °C,即 388 到 393 K。灭菌标准以摄氏度规定温度,而微生物死亡的动力学模型使用开尔文,所以两种温标出现在同一份验证文件中。

热泵与冰箱

冰箱的理想效率取决于绝对温度。在 22 °C,即 295.15 K 的厨房里,−18 °C,即 255.15 K 的冰柜,理论性能系数是 255.15 除以 40,即 6.4。真实的机器达到其中的约三分之一。“把 °C 换算成 K”的计算步骤把厨房里的数字变成热力学所需的量。

日常物质的熔化与沸腾

镓在 302.91 K 熔化,即 29.76 °C,所以它在温暖的手中就会液化。乙醇在 351.5 K,即 78.4 °C 沸腾,丙酮在 329.2 K,即 56 °C。汞在 629.9 K,即 356.7 °C 沸腾。制作沸点表的化学系学生会在两种温标之间换算许多数值。

聚合物与玻璃化转变

玻璃化转变温度描述聚合物从硬变为橡胶状的位置。PET 约在 348 K,即约 75 °C,PVC 约在 353 K,即 80 °C,聚苯乙烯约在 373 K,即 100 °C。塑料工程师用任一温标引述这些数值,而在热的洗碗机里变软的瓶子说明了它为何重要。

温度直减率

标准大气每升高一公里降温 6.5 K。因此海拔 3,000 m 的山口比山谷约冷 19.5 K,因为这是一个温差,所以也是冷 19.5 °C。如果山谷是 25 °C,山口接近 5.5 °C,以开尔文计则是 298.15 K 降到 278.65 K。

声速

干燥空气中的声速约为 331.3 乘以 T 除以 273.15 的平方根,T 以开尔文计。在 20 °C,即 293.15 K 时,声速是 343.2 m/s。在 −20 °C,即 253.15 K 时,它降到 319 m/s。如果直接代入摄氏度,声学计算就会失败,所以“把 °C 换算成 K”的计算是解题的第一行。

维恩定律与热像仪

维恩定律说,热辐射的峰值波长是 2898 微米·开尔文除以以开尔文计的温度。310 K,即 37 °C 的人体,峰值接近 9.3 微米,在远红外,这就是热像仪在该波段工作的原因。5772 K 的太阳,峰值接近 502 纳米,在绿色。

计算机温度

在 Linux 上,/sys/class/thermal 下的温度文件以毫摄氏度报告,所以读数 45000 意味着 45 °C,即 318.15 K。最高结温为 100 °C 的处理器被限制在 373.15 K。监控工具显示摄氏度,而一些固件表和内核文档使用分开尔文,所以换算脚本很常见。

数据中心与冷却

数据中心推荐的进风为 18 到 27 °C,即 291.15 到 300.15 K。服务器上 12 K 的温升会使空气从 24 °C 变到 36 °C。气流计算使用温差,所以两种温标都行得通,但同一计算中空气的密度取决于以开尔文计的绝对温度。

°C 换算为 K 的更多数值

更长的换算清单

如果您需要的数值不在第一个清单里,下面这些更多的换算也许足够接近,可以直接读出:

• -273.15 °C = 0 K
• -100 °C = 173.15 K
• -20 °C = 253.15 K
• 10 °C = 283.15 K
• 15 °C = 288.15 K
• 25 °C = 298.15 K
• 30 °C = 303.15 K
• 50 °C = 323.15 K

把 °C 换算成 K 时的常见失误

在气体定律中忘记换算

气体定律需要绝对温度。用 25 而不是 298.15,得出的答案会相差十二倍。

给温差相加

10 °C 的变化就是 10 K 的变化。不要给它加 273.15。

写成 °K

开尔文不带度的符号。写 300 K。

简短回答

如何把 °C 换算成 K?

加 273.15。

25 °C 是多少开尔文?

298.15 K。

0 °C 是多少开尔文?

273.15 K。

绝对零度用摄氏度表示是多少?

−273.15 °C。

我的数字会离开我的设备吗?

不会,计算在您的浏览器中运行。

更多页面与总结

其他温度换算请见°C 转 °F、°C 转 °Ré、°F 转 K、°R 转 K、K 转 °F、km 转 mi、mi 转 km、L 转 gal、gal 转 L。反方向是K 转 °C。

简而言之,“把 °C 换算成 K”的计算意味着加上 273.15,并把单位写在答案旁边。您的数字在本地计算,不需要账户,也不上传。