温度与温标

天气预报说今天 25 度，外国朋友手机上却显示 77。谁错了？都没错——他们用的是不同的温标。温度和长度不一样：公制单位与换算里的搬小数点在这里行不通，三把尺子各有各的起点和刻距，得逐一认识。

三把温度尺

摄氏度（°C）：把水结冰定为 0 度、水沸腾定为 100 度，中间切 100 格，世界上大多数地方在用；
华氏度（°F）：水结冰 32 度、沸腾 212 度，中间切 180 格，美国日常还在用；
开尔文（K）：科学界的标准，起点不在冰点，而在绝对零度——温度的下限，约 $-273.15$ °C。

同一杯冰水混合物，三把尺子分别读 0、32 和 273.15。数字不同，温度是同一个。

摄氏换华氏：先乘 1.8，再加 32

华氏的格更密（180 格对 100 格），所以先乘 $180 \div 100 = 1.8$ ；华氏的零点又比摄氏低 32 度，所以再加 32：

$F = 1.8 \times C + 32$

几个干净的例子：0 °C → $1.8 \times 0 + 32 = 32$ °F；25 °C → $25 \times 1.8 + 32 = 77$ °F；体温 37 °C ≈ 98.6 °F。反着换就先减 32 再除以 1.8：77 °F → $(77 - 32) \div 1.8 = 25$ °C。

互动演示温度换算器

→≈ 100 cm

切到温度一栏试试：输入 0，从 °C 换到 °F 得 32；再把目标换成 K，得 273.15——三种温标在同一点上对齐。

开尔文：从绝对零度起算

开尔文的换算反而是最省事的——只挪起点，不动刻距：

$K = C + 273.15$

0 °C 的冰点是 273.15 K，20 °C 的室温是 293.15 K。为什么要专门挪到一个「冷到不能再冷」的起点？因为不少科学规律写成公式时，从绝对零度起算才最简洁——温度的下限成了真正的零。

温度住在一根数轴上

温度可正可负，正好住在正数与负数那根数轴上：0 °C 以上是正，以下是负。零下 5 °C 记作 $-5$ °C，它比 2 °C 低 7 度—— $2 - (-5) = 7$ ，跟数轴上两点的距离是同一个算法。

还有个有趣的对齐点： $-40$ °C 换成华氏是 $1.8 \times (-40) + 32 = -72 + 32 = -40$ ——两个温标在这个温度读数相同。至于温度背后分子运动的来龙去脉，功与能一课接着讲。

动手检验

随堂小测

1. 水结冰是 0 °C，用华氏度表示是多少？
2. 25 °C 换成华氏度是多少？
3. 20 °C 的室温用开尔文表示是多少？