K 转 °C 开尔文 ↔ 摄氏度 免费 在线 安全

恒星、行星与望远镜:开尔文换算成摄氏度

太阳表面是 5772 K,一颗气态巨行星的云顶是 165 K,一台太空望远镜的镜面保持在 40 K。天文台的页面和教科书通篇使用开尔文,而大多数读者用摄氏度来判断冷热。要把 K 换算成 °C,减去 273.15:5772 K 变成 5498.85 °C,165 K 变成 −108.15 °C,40 K 变成 −233.15 °C。上面的计算器会在您键入时进行减法,下面各节把这些数字与恒星、行星、卫星和仪器联系起来。

您会看到带有演算示例的公式、对每种温标的简要介绍、一次比较、一场漫长的天文学巡礼,以及应避免的失误。所有运算都留在您的浏览器中。

如何把 K 换算成 °C:减去 273.15

公式

公式是 °C = K − 273.15。所以 300 K 是 26.85 °C,373.15 K 是 100 °C,4 K 是 −269.15 °C。要换回去,加上 273.15。要快速估算,可以减去 273,这只留下 0.15 度的误差。

演算示例

金星的表面接近 737 K,即 463.85 °C。火星平均 210 K,即 −63.15 °C。正午的月球达到约 390 K,即 116.85 °C,夜里降到 95 K,即 −178.15 °C。冥王星约在 44 K,即 −229.15 °C。

为什么只是简单的减法

一开尔文与一摄氏度大小相同。两种温标只是起点不同:开尔文从绝对零度开始,摄氏度从水的冰点开始,后者比前者高 273.15 K。

一个快速的合理性检验

摄氏度的数字总是更小。如果“把 K 换算成 °C”的计算结果比起始值大,说明您错误地做了加法。

开尔文

天文学家的温标

开尔文是国际单位制的温度单位,零点在绝对零度。天文学家使用它,是因为恒星物理和辐射定律都用绝对温度书写,也因为摄氏温度在数百万度时会失去意义。

出现在哪里

恒星星表、行星数据表、望远镜规格和宇宙学论文。

摄氏温标

日常体验的温标

摄氏温标把 0 定在水的冰点,把 100 定在水在海平面的沸点。人们用它判断冷热,所以它是使天文数字显得真实的温标。

出现在哪里

新闻稿、学校课程、天气和大众科普文章。

开尔文与摄氏度的对比

两种温标的步长相同,所以升高 10 K 就是升高 10 °C。二者的数值相差 273.15,这只在接近日常范围的温度上才重要。在恒星表面,这个偏移只是舍入误差:5772 K 和 5499 °C 几乎是同一个陈述。

减法是精确的,所以转换不涉及舍入。经典的失误是把温度与温差混为一谈。

转换在哪里出现

太阳和其他恒星

太阳的光球层在 5772 K,即 5498.85 °C。太阳黑子较冷,接近 3800 K,即 3527 °C。核心达到约 15.7 百万 K。较冷的红矮星约在 3000 K,即 2727 °C,而炽热的参宿七达到 12,100 K,即 11,827 °C。对每颗恒星做一次“把 K 换算成 °C”的计算,有助于读者把握尺度,而无需在意偏移。

太阳系中的行星

水星白天约 700 K,即 427 °C,夜里降到 100 K,即 −173 °C,起伏剧烈。金星稳定在 737 K,即 464 °C。地球平均 288 K,即 15 °C。火星接近 210 K,即 −63 °C。在一巴的高度,木星接近 165 K,即 −108 °C,土星 134 K,即 −139 °C,天王星 76 K,即 −197 °C,海王星 72 K,即 −201 °C。

卫星和矮行星

土卫六的表面接近 94 K,即 −179 °C。木卫二的表面接近 100 K,即 −173 °C,土卫二约 75 K,即 −198 °C,海卫一约 38 K,即 −235 °C,是太阳系中已知最冷的表面之一。冥王星约在 44 K,即 −229 °C。

光谱类型与颜色

恒星按温度分为 O、B、A、F、G、K 和 M 类。像太阳这样的 G 型恒星是 5200 到 6000 K,即 4927 到 5727 °C。K 型恒星是 3700 到 5200 K,M 型 2400 到 3700 K,O 型恒星超过 30,000 K,即约 29,727 °C。更热的恒星看上去蓝白,更冷的则橙色或红色,这就是参宿四看上去是红色的原因。

彗星与外太阳系

远离太阳的彗星是一个冰冻的天体,温度在 30 到 50 K,即 −243 到 −223 °C。当它接近太阳时,表面升温超过约 150 K 时冰会升华,富含二氧化碳的冰对应 −123 °C,而水冰对应 200 K,即 −73 °C。彗星模型以开尔文跟踪表面温度。

火箭发动机与再入

火箭发动机中的燃烧达到约 3500 K,即 3227 °C。从低轨道进入大气层的航天器,其前缘的表面温度接近 1900 K,即 1627 °C。隔热罩设计师用开尔文陈述极限,而摄氏值适合一般受众,所以“把 K 换算成 °C”这一计算步骤出现在每份任务总结里。

黑体辐射

每个有温度的物体都会发光。300 K,即 27 °C,的物体在红外波段发光,3000 K,即 2727 °C,的物体发橙光,6000 K,即 5727 °C,的物体看上去是白色。普朗克定律需要以开尔文计的温度,所以任何关于恒星颜色的计算都从一次换算开始。

日食与日冕

太阳的日冕在日全食时可见,温度为一到三百万开尔文,比 5772 K 的表面热得多。这种反差的原因至今仍有争论。在数百万度时,273.15 只是舍入误差,所以论文用开尔文或兆开尔文来讲。

遥远世界上的冰

木卫二上 100 K,即 −173 °C,的水冰像岩石一样坚硬。冥王星上 44 K,即 −229 °C,的甲烷冰和氮冰形成山脉和冰川。旅行者号和新视野号任务用红外仪器测量温度,技术论文中的发现以开尔文给出。

处理温度星表

恒星和行星星表常以开尔文表格的形式出现。用 =A2-273.15 新建一列即可得到摄氏度,原列保持不动以供参考。因为范围从几开尔文到数千开尔文,请对大的数值使用科学计数法,对小的数值保留两位小数。在每个表头加上单位,使这张表可以安全地共享。

舍入与精度

天文温度很少能精确到好于几个百分点。为太阳写 5498.85 °C 暗示了数据并不具备的精度。请按来源的精度舍入,例如 5500 °C,并对数百万开尔文使用科学计数法。

心算捷径

减去 273 然后继续。对于 300 K,27 °C 是个好估计。对于 100 K,−173 °C。对于高于几千开尔文的任何值,可以忽略偏移,摄氏值基本上是同一个数。

值得记住的路标

273.15 K 是水的冰点,288 K 是地球的平均温度,373.15 K 是沸点,5772 K 是太阳表面,77 K 是液氮,2.7 K 是宇宙背景。如果您记住这六个,就能把天文文章中的任何数字放到心里的地图上。

参考阶梯

2.725 K 是 −270.4 °C。20 K 是 −253.15 °C。77 K 是 −196.15 °C。273.15 K 是 0 °C。288 K 是 14.85 °C。373.15 K 是 100 °C。5772 K 是 5498.85 °C。像这样的阶梯使快速核对变得容易。

白矮星与中子星

像天狼星 B 这样的年轻白矮星,表面接近 25,000 K,即 24,727 °C,在数十亿年里缓慢冷却。新生的中子星表面接近一百万开尔文,约 1,000,000 °C。在这些数值上,273.15 的差异消失了,专业论文根本不理会摄氏度。

用反向运算来核对

要核对任何把 K 换算成 °C 的结果,加上 273.15,看是否回到起点。如果 300 K 变成了 26.85 °C,那么 26.85 加 273.15 就是 300。第二个检验是方向:摄氏数字总是比开尔文数字小。

温差

当探测器的仪器升温 5 K 时,它升温 5 °C。以开尔文计的温差等于以摄氏度计的同一温差。绝不要从温差中减去 273.15。任务工程师引用温度范围,例如表面昼夜之间 60 K,这些范围在两种温标中是相同的。

正确书写单位

把开尔文写作 K,数字后留一个空格,不带度的符号:5772 K。把摄氏度写作 °C,留一个空格:5499 °C。科学作者有时出于习惯写成 °K,国际单位制不允许这样,编辑会把它标为错误。

绝对零度的边缘

没有物体能达到 0 K,但实验室已经接近到十亿分之几开尔文以内。在地球上,最冷的自然之地是南极洲,约 184 K,即 −89 °C。星系之间的太空本身被宇宙背景加热到 2.7 K,所以即使最空的空间也在绝对零度之上。

阅读数据表

NASA 的行星数据表列出以开尔文计的平均温度,通常紧挨着摄氏度。这些数字是整个表面或在标准压力下的平均值,不是地面上的温度计在某一时刻会读到的数值。当您用“把 K 换算成 °C”的计算进行转换时,请记住平均值掩盖了昼夜的巨大起伏。

褐矮星

褐矮星是太小而无法点燃氢聚变的天体。最热的接近 2000 K,即 1727 °C,已知最冷的只有几百开尔文,例如 300 到 400 K,即 27 到 127 °C,可与炎热的一天或沸水相比。它们在红外波段发光,由对热敏感的望远镜发现。一次“把 K 换算成 °C”的计算,把遥远天体的温度放进了日常的说法里。

行星大气与云

木星在一巴高度的云顶接近 165 K,即 −108 °C,由氨冰构成。再深一些,温度每公里约上升 2 K,所以在可能形成水云的高度,它接近 273 K,即 0 °C。土星和海王星显示类似的规律,气态巨行星的大气模型以开尔文书写。

旅行者号与先驱者号探测器

深空探测器携带放射性同位素加热器和隔热毯,以便在黑暗中让电子设备保持温暖。旅行者号远离太阳的仪器被保持在 250 K,即 −23 °C,以上,尽管周围的空间只有几开尔文。随着电力下降,任务团队关闭加热器,仪器温度每年下降几开尔文,这一变化以开尔文和摄氏度同时记录。

宜居带

液态水在一个大气压下存在于 273.15 K 和 373.15 K 之间,即 0 °C 和 100 °C 之间。行星的平衡温度取决于它与恒星的距离及其反射率。没有温室效应,地球会接近 255 K,即 −18 °C,而真实的 288 K,即 15 °C,来自温室气体增加的 33 K。

热木星

一些系外行星绕其恒星运行得如此之近,以至于它们白天的温度达到 1500 到 3000 K,即 1227 到 2727 °C。铁在 1811 K,即 1538 °C,熔化,所以金属在那里会是液态或气态。天文学家间接测量这些温度,依据行星散发的光,并以开尔文引用。

詹姆斯·韦布空间望远镜

韦布把它的镜面和仪器保持在 40 K,即 −233 °C,附近,躲在五层遮阳板后面。中红外仪器被进一步冷却到约 7 K,即 −266 °C,使用的是制冷机。需要这样的寒冷,是为了使望远镜自身的热量不淹没来自遥远天体的微弱红外光。工程报告使用开尔文,而新闻报道给出摄氏度。

分子云

恒星形成的云是银河系中最冷的地方之一,温度为 10 到 20 K,即 −263 到 −253 °C。在这个温度下气体聚集,引力可以接管。一位射电天文学家把这样的云与 288 K 的地球表面比较,看到超过 270 K 的差距,“把 K 换算成 °C”的计算有助于将其形象化。

宇宙微波背景

来自早期宇宙的残余辐射温度为 2.725 K,即 −270.425 °C。它在发射时要热得多,约 3000 K,即 2727 °C,那时原子首次形成。自那以后,膨胀把光拉伸并使其冷却了约 1100 倍。这个数字在每本教科书中都以开尔文引用。

月球的极端温度

月球赤道在正午达到约 390 K,即 117 °C,夜里降到约 95 K,即 −178 °C,因为没有大气来保存热量。在两极附近永久处于阴影中的陨石坑里,温度可以降到 40 K,即 −233 °C,以下,冷得足以把水冰困住数十亿年。

火星任务

火星车记录的气温,从夏季赤道附近正午的约 293 K,即 20 °C,到极夜的 150 K,即 −123 °C,起伏很大。典型的日较差是 70 到 100 K。任务报告使用开尔文,但新闻摘要翻译成摄氏度,快速把 K 换算成 °C 可以让您核对他们的数字。

把 K 换算成 °C 的更多数值

更长的换算列表

如果您需要的数值不在第一个列表里,下面这些进一步的换算也许足够接近,可以直接读取:

• -273.15 K = -546.3 °C
• -100 K = -373.15 °C
• -20 K = -293.15 °C
• 10 K = -263.15 °C
• 15 K = -258.15 °C
• 25 K = -248.15 °C
• 30 K = -243.15 °C
• 50 K = -223.15 °C

把 K 换算成 °C 时的常见失误

该减的时候加了

摄氏度是较小的数。如果 300 K 变成了 573.15,说明您做了加法。

从温差中减去

10 K 的范围就是 10 °C 的范围。不要从中减去 273.15。

写成 °K

开尔文不带度的符号。请写 300 K。

快速问答

“把 K 换算成 °C”的计算方法是什么?

减去 273.15。

300 K 是多少摄氏度?

26.85 °C。

273.15 K 是多少摄氏度?

0 °C。

0 K 是多少摄氏度?

−273.15 °C。

我的数字会被存储或发送吗?

不会,它留在您的设备上。

接下来去哪里

其他温度换算器列在这里:把 K 换算成 °F、把 K 换算成 °R、把 °Ré 换算成 °C、把 °F 换算成 °C、把 °C 换算成 °Ré、把 km 换算成 mi、把 mi 换算成 km、把 L 换算成 gal、把 gal 换算成 L。如果您需要相反的方向,请用把 °C 换算成 K。

要点:“把 K 换算成 °C”的计算是减去 273.15,结果应带上它的单位。您输入的数字只在您的设备上处理。