左邊是一支玻璃溫度計。液柱從絕對零度升到 373 K 再降下來；接近零度時，一個藍色標記閃一下。右邊容器裡的氣體分子在運動：藍色的慢，橙色的快。容器裡透出字母 K。下方顯示屏讀數 273.16 K——水的三相點。錄制指示燈在閃爍。
單位頁
SI 基本單位修訂 2026-10克耳文 K
SI 基本單位 · 量：熱力學溫度——粒子運動平均能量的量度
為什麼沒有比 −273.15 °C 更冷的
18 世紀，物理學家注意到：在封閉容器裡冷卻氣體時，壓強每降一度就按同樣的比例下降。把這條直線在圖上延長，他們找到了壓強會變為零的那一點——約 −273 °C。再冷就不可能了：分子已經無法再慢下來。
克耳文溫標就從這一點——絕對零度——開始。它的分度與攝氏溫標相同，所以 0 °C 就是 273.15 K，而水在標準氣壓下約在 373.12 K 沸騰。通常意義上的負克耳文是不存在的。
自 2019 年起，克耳文通過波茲曼常數 k = 1.380 649·10⁻²³ J/K 定義。它把溫度和能量聯系起來。在溫度 T 下，每個氣體分子平均帶有 3/2·k·T 的動能。溫度計本質上測的就是它。
克耳文的符號是大寫 K，不帶度號：寫「300 K」，不寫「300 °K」。量用大寫 T 表示。單位名稱用小寫——kelvin——盡管它來自克耳文勳爵。小寫 k 是波茲曼常數和詞頭「千」。
克耳文和攝氏度大小相同，但零點不同。20 °C 就是 293.15 K。溫差在兩種單位中相同：升高 5 °C 就是升高 5 K。也別把溫度和熱量混為一談：溫度不是能量，而是每個粒子平均分到的能量的量度。
01 · 定義
粒子能量 · 氣體 · 熱輻射分子在氣體中飛行，在液體中推擠，在固體中原地振動。它們運動得越快，溫度就越高。以克耳文表示的溫度與這種運動的平均動能成正比：克耳文翻倍，能量翻倍。
所以氣體的壓強和體積隨克耳文溫度正比增長，而不是隨攝氏度。把輪胎裡的空氣從 0 加熱到 27 °C，並不是「無窮倍」，而是從 273 K 升到 300 K：壓強約增加 10 %。
熱的物體會發光。溫度越高，攜帶光最多的波長就越短。炭火在 1000 K 時發暗紅光，燈絲在 2700 K 時發黃白光，太陽表面在 5772 K 時發白光。根據發光的顏色就能測溫，無需接觸物體。
克耳文升高時會發生什麼變化
用滑桿把溫度設在 1 到 6000 K 之間。左邊容器裡的氣體分子在運動：它們的平均速率隨溫度的平方根增長，而對器壁的壓強與溫度成正比。分子的顏色表示它的速率：藍色慢，橙色快。右邊是一個鎢球：溫度升高時它開始發光，先是暗紅，然後變黃、變白。選擇氣體——氦、氮或氙：在同一溫度下，輕分子運動得更快。下方有三個視圖。「壓強」是 p 隨 T 變化的直線和絕對零度點。「速率」是分子按速率的分布。「熱輻射」是熱物體的光譜及其峰值。
每向零度邁一步，都比上一步更難
要冷卻一個物體，就得用比它更冷的東西把熱量取走。越接近零度，剩下的熱量越少，也越難取走。雷射和磁阱能把原子云冷卻到十億分之一克耳文，但零度本身始終是只能逼近的極限。
02 · 換算
溫標 · 能量 · 固定點從克耳文到度數和能量
輸入任意溫標下的溫度。第一個分頁把它換算成克耳文以及攝氏度、華氏度和蘭氏度。第二個顯示粒子的能量和發光顏色。第三個列出 ITS-90 溫標的固定點。
| {k} | {v} | {note} |
宇宙中的溫度相差近 10¹⁷ 倍。實驗室裡最冷的原子云已被冷卻到幾百皮克耳文；太陽核心的溫度超過 1500 萬克耳文。人類生活在 300 K 附近的一條窄帶裡，那裡的水可以是液態。
04 · 測量儀器
安瓿 · 氣體溫度計 · 高溫計 · 聲學溫度在物質發生變化的點上校驗
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05 · 書寫規則
K 不帶度號 · °C 帶度號K 不帶度號
克耳文寫作大寫 K，數字後空一格，不加「°」。攝氏度寫作「°C」，同樣空一格。溫差可以用克耳文或攝氏度表示——數值相同。
自 1967 年起，克耳文不再是「度」，K 前不加「°」。沒有「°」，大寫 C 是庫侖。詞頭和符號用拉丁字母書寫，大小寫要正確：mK，不是 mk。波茲曼常數的單位是 J/K。單位名稱用小寫，「克氏度」是過時的叫法。
06 · 相鄰單位
熱力學07 · 歷史部分
檔案 · 從查爾斯的氣體到波茲曼常數無法到達的零度是怎樣找到的
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水的那一點變成了測量值
1954 年到 2019 年，克耳文是這樣定義的：水的三相點精確為 273.16 K。在這一點上，冰、液態水和水汽同時存在。它在裝有極純水的玻璃瓶中複現，每個國家都有自己的一套三相點瓶。
可是水被證明是個任性的基準：三相點的溫度取決於其中氫和氧的同位素。於是在 2019 年，克耳文與水脫鉤，改由波茲曼常數確定。如今 273.16 K 是一個測量值，不確定度約為 0.1 mK。
對普通溫度計來說，什麼都沒變。右邊是同一溫標的兩級台階：過去它的錨是水，現在是粒子的能量，而水成了固定點之一。
量的目錄
溫度與熱 · 12 個單位頁
目錄 · 所有量都在一頁目錄入口處的實驗室一滴酸改變果汁的顏色，鹽為火焰染色，水被輕敲一下就結冰。下面是 Simetrium 的全部頁面，按學科和字母順序排列。開啟目錄 →
