开尔文(温标)

本文解释了什么是开尔文以及什么是开尔文标度。您将了解如何将以开尔文表示的温度转换为其他温度单位,此外,您还可以使用在线转换器将开尔文转换为摄氏度或华氏度。

什么是开尔文?

开尔文,历史上称为开尔文度,是国际单位制 (SI) 中的温度单位。

另一方面,开尔文标度是绝对零代表不存在能量的温度标度,其值为0开尔文(-273.15℃)。

用于表示开尔文温度的符号是大写字母 K,例如 300 K。

在物理学中,开尔文不被视为度数,因此该温度单位的正确名称是开尔文,而不是开尔文度。此外,与摄氏度 (°C) 和华氏度 (°F) 不同,不应使用度数符号,而应简单地使用字母 K。

350 \ ºK\ \color{red}\bm{\times} \color{black}\ \longrightarrow \ 350 \ K

需要注意的是,虽然开尔文是国际温度单位,但它并不是表达温度的最常用单位。是的,在物理和工程计算中确实是以开尔文为单位进行的,但在日常生活中,温度通常以摄氏度或华氏度来测量。这就是为什么我们将在下面看到如何从某些温度单位切换到其他温度单位。

将开尔文转换为摄氏度

开尔文标度 (0 K) 上的零相当于 -273.15°C,因此要将开尔文表示的温度转换为摄氏度(或摄氏度),必须从温度值中减去 273.15 个单位。

因此,可将开尔文温标转换为摄氏度的公式如下:

 \definecolor{blauquadreexample}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=blauquadreexample, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{blauquadreexample!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle ºC= K-273.15 \end{empheq}

例如,如果我们想将 450 K 转换为摄氏度,只需从测量值中减去 273.15:

\definecolor{vert}{HTML}{4FD12F} 450 \ K \ \color{vert}\bm{\longrightarrow}\color{noir} \ ºC \ \color{green}\bm{?}\color{ noir}

ºC=450-273,15=176,85 \ ºC

另一方面,要将以摄氏度表示的温度转换为开尔文,必须在温度上加上 273.15。

 \definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=verd, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{green!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle K= ºC+273,15 \end{empheq}

例如,25°C 到开尔文温标的转换如下所示:

\definecolor{vert}{HTML}{4FD12F} 25 \ ºC \ \color{vert}\bm{\longrightarrow}\color{noir} \ K \ \color{green}\bm{?}\color{ noir}

K=25+273,15=298,15 \ K

开尔文 到 华氏度 转换

我们刚刚了解了如何将温度从开尔文转换为摄氏度,但华氏温标也被广泛使用。因此,在本节中,我们将了解如何从开尔文温标转换为华氏温标,反之亦然,因为计算不像摄氏度那么直接。

要将温度从开尔文温标转换为华氏温标,只需将以开尔文表示的温度值代入以下公式并进行计算:

 \definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=verd, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{green!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle ºF= 1,8\cdot (K-273,15)+32 \end{empheq}

例如,将 500 K 转换为华氏度的方法如下:

\definecolor{vert}{HTML}{4FD12F} 500 \ K \ \color{vert}\bm{\longrightarrow}\color{black} \ ºF \ \color{green}\bm{?}\color{ noir}

F=1,8\cdot (500-273,15)+32=440,33 \ ºF

同样,进行反向转换(即从华氏度到开尔文)的公式是通过从上一个公式中分离出开尔文标度的系数而获得的:

 \definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} \newtcbox{\mymath}[1][]{% nobeforeafter, math supérieur, tcbox raise base, amélioré, colframe=verd, boxrule=1pt, boxsep=2mm, #1} \begin{empheq}[box={\mymath[colback=white, shadow={2mm}{-2mm}{0mm}{verd!20!white,} ]}]{equation*} \displaystyle K= \cfrac{ºF-32}{1.8}+273.15 \end{empheq}

为了让您了解温度值如何在这两个测量之间传递,我们解决了一个示例:

\definecolor{verd}{HTML}{4FD12F} 250 \ ºF \ \color{verd}\bm{\longrightarrow}\color{black} \ K \ \color{verd}\bm{?}\color{ noir}

K=\cfrac{250-32}{1.8}+273.15=394.26 \ K

开尔文到摄氏度和华氏度转换器

为了方便不同温度单位之间的转换,我们创建了以下在线计算器,您可以使用它在开尔文、摄氏度和华氏温标之间转换温度值。

要使用计算器,您需要选择输入温度的单位,并使用点 (.) 作为小数点分隔符写入其值。

  • =

开尔文的起源

在最后一节中,我们将看到与开尔文相关的历史,因为尽管它是国际单位制的单位,但奇怪的是它并不是最常用的温度单位。

在开尔文温标之前,已经开发了华氏温标和摄氏温标,这就是为什么今天这两种单位在日常生活中使用更多的原因。

然而,这些秤并不实用,因为它们允许负温度。然后,在1848年,威廉·汤姆森创建了热力学开尔文温标,该温标以绝对零温度作为温标的零点。因此,只允许正温度。

1954年,第十届国际计量大会(CGPM)将水的三相点温度(273.16 K)定义为开尔文温标的第二个参考点。

后来,在1967/1968年第13届CGPM期间,得出结论:1开尔文对应于1单位温度的升高。同样,开尔文不再被视为“度”,因此符号 K 取代了 ºK。从那时起,说开尔文度数就变得不正确了,应该简单地说开尔文

最后,自2018年举行的第26届CGPM以来,开尔文在玻尔兹曼常数的基础上被重新定义,这是一种在实验上更加严格的方法。

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