攝氏與克耳文的差異在於零點：攝氏以水的冰點（0°C）為起點，克耳文以絕對零度（0 K）為起點。兩者的度數大小完全相同 — 1°C 的變化 = 精確的 1 K 變化。換算公式為 K = °C + 273.15。
攝氏 vs. 克耳文：核心比較
| 屬性 | 攝氏（°C） | 克耳文（K） |
|---|---|---|
| 量表類型 | 區間量表 | 比率量表（絕對量表） |
| 零點 | 水結冰（0°C） | 絕對零度（0 K） |
| 負值 | 有 | 無 |
| 度數符號 | °C | K（自 1967 年起不使用度數符號） |
| 水沸騰 | 99.974°C（ITS-90） | 373.124 K |
| 定義基準 | 水的相態轉變 | 波茲曼常數（自 2019 年起） |
| 主要用途 | 日常生活、天氣 | 科學、熱力學、天文學 |
為什麼絕對零度很重要
根據 維基百科，絕對零度是粒子具有最小熱運動的狀態。這發生在 −273.15°C。由於克耳文從這個物理下限開始，因此能進行比率比較 — 400 K 的熱能恰好是 200 K 的兩倍。同樣的邏輯對攝氏不成立：20°C 並不是 10°C 的「兩倍熱」。
1:1 區間比例
NIST 確認 1 克耳文 = 1 攝氏度，兩者幅度相同。這使得換算純粹是加法運算 — 不需要乘法或除法，只需加上 273.15 的偏移量。
換算：公式與範例
| 方向 | 公式 | 範例 |
|---|---|---|
| °C → K | K = °C + 273.15 | 20°C = 293.15 K |
| K → °C | °C = K − 273.15 | 300 K = 26.85°C |
根據 Vedantu：
| 常見溫度 | 攝氏 | 克耳文 |
|---|---|---|
| 絕對零度 | −273.15°C | 0 K |
| 水結冰 | 0°C | 273.15 K |
| 室溫 | 20°C | 293.15 K |
| 人體溫度 | 37°C | 310.15 K |
| 水沸騰 | 99.974°C | 373.124 K |
| 太陽表面 | 5,499°C | 5,772 K |
常見錯誤：寫成「300 °K」— 自 1967 年起這是不正確的。單位就是 「K」。
2019 年國際單位制重新定義：波茲曼常數
| 2019 年之前 | 2019 年之後 |
|---|---|
| 克耳文由水的三相點（273.16 K）定義 | 克耳文由波茲曼常數定義 |
| 波茲曼常數有量測不確定性 | 波茲曼常數為精確值：1.380649 × 10⁻²³ J/K |
| 三相點為精確值 | 三相點現在有微小的不確定性 |
| 取決於水的同位素組成 | 以通用物理常數為基準 |
根據 NIST，此一轉變確保溫度量測不依賴任何特定物質 — 這對量子運算（毫克耳文等級處理器）和深空感測器至關重要。
為什麼科學家使用克耳文：能量觀點
根據 Chemistry LibreTexts，克耳文與動能直接相關。這使其在以下領域中不可或缺：
| 應用領域 | 為何必須使用克耳文 |
|---|---|
| 理想氣體定律（pV=nRT） | 使用攝氏會產生負的壓力/體積 — 在物理上不可能 |
| 天文學 | 恆星溫度以克耳文量測（太陽：5,772 K） |
| 低溫學 | 液態氮為 77 K；超導體接近絕對零度運作 |
| 熱力學 | 能量比率（E = k_BT）僅在絕對量表上成立 |
先驅者
| 科學家 | 貢獻 |
|---|---|
| 安德斯·攝爾修斯（1701–1744） | 提出百分溫標（1742 年）；最初 0°=沸點，100°=冰點；死後被反轉 |
| 克耳文勳爵（1824–1907） | 提出絕對溫標（1848 年）；計算出絕對零度約為 −273°C |
結論
攝氏是相對量表（區間量表）；克耳文是絕對量表（比率量表）。兩者共享相同的度數大小，相差 273.15 的偏移量。日常生活中使用攝氏；在涉及能量比率、氣體定律或熱力學的科學計算中，使用克耳文 — 且不帶度數符號。
常見問題
說「degrees Kelvin」是否正確？
不正確。根據自 1967 年起的國際單位制規則，單位為「kelvins」（K）。應寫成「300 K」，而非「300 °K」。
什麼溫度在攝氏和克耳文中是相同的？
沒有。兩個量表使用相同的區間，但相差 273.15 的偏移量 — 它們平行移動，永遠不會相交。（攝氏和華氏在 −40 度時相等。）
為什麼克耳文沒有負數？
克耳文從絕對零度開始 — 即動能為零的點。由於分子運動不可能少於零，量表從 0 開始且只會增加。
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