为什么不能说20摄氏度是10摄氏度的两倍？

在日常生活中存在着各式各样的物理量，我们会根据实际情况用不同的单位对其进行计量，比如说长度的单位可以厘米（cm），质量的单位可以是克（g），温度的单位可以是摄氏度（℃）。

通常来讲，我们可以说20厘米是10厘米的两倍，20克是10克的两倍，但对于摄氏度而言，情况却不一样，因为我们不能说20摄氏度是10摄氏度的两倍，为什么会这样呢？下面我们就来聊一下这个话题。

从理论上来讲，如果一个物理量的计量单位能够通过数值的乘或除来直接讨论倍数关系，那它就必须同时满足这样两个条件：1、它的取值要有一个最低的值；2、它的零点定义在这个最低值。

简单分析一下可知，前面提到的“厘米”和“克”这两种计量单位，其实就同时满足了这两个条件，当它们的数值为0时，表示的就是该物理量的最低值。由此可见，如果用摄氏度也是这样的情况，那我们就可以说20摄氏度是10摄氏度的两倍，但实际情况却不是这样。

摄氏度的定义可以简单地概括为，在1个标准大气压下，冰水混合物的温度计为0摄氏度，沸水温度计为100摄氏度，两者之间平均分为100份，每一份就是1摄氏度，数值越大，就表示温度越高，而如果温度低于冰水混合物，则可以用负数来表示，例如-10摄氏度、-20摄氏度，它们所表示的温度都比0摄氏度更低。

也就是说，0摄氏度表示的并不是温度的最低值，所以当我们用摄氏度这个单位对温度进行计量时，就不能通过数值的乘或除来直接讨论倍数关系。我们只能说20摄氏度比10摄氏度高出了10摄氏度，而不能说20摄氏度是10摄氏度的两倍。那如果我们一定要讨论20摄氏度与10摄氏度的倍数关系，又应该怎么做呢？这就要从温度的本质讲起了。

从物理学的角度来看，温度其实就是物体内部的微观粒子热运动的激烈程度，温度越高，物体内部的微观粒子的热运动就越激烈，反之亦然。

因此从理论上来讲，温度的最低值，就应该是“物体内部微观粒子的热运动的激烈程度为零”，实际上，这样的温度其实就是热力学温标中“绝对零度”。

简单来讲，热力学温标是一种与测温物质的属性无关的纯理论上的温标，其单位为开尔文（K），根据定义，0开尔文对应-273.15摄氏度，它是理论上的温度最低值，为什么是-273.15摄氏度呢？我们接着看。

早在16世纪的时候，人们就发现气体存在着热胀冷缩现象，而在有了“摄氏度”的定义以及精确测量温度的技术之后，科学家发现，在恒定的压力下，气体的温度每升高或降低1摄氏度，其体积的膨胀或收缩量，都是一个固定的值，大概是其在0℃时体积的273分之1。

这个“固定的值”被称为气体的“膨胀系数”，在接下来的时间里，经过科学家通过大量实验，将它的值精确到273.15分之1。据此就可以推测出，对于一团理想气体来讲，当它的温度降低到-273.15摄氏度时，其体积就为零，所以这个温度也就被认为是温度的最低值。

也正是因为如此，热力学温标就将-273.15摄氏度设为0开尔文，也就是“绝对零度”，并定义1开尔文的温度变化与1℃相等，数值越大，温度越高。

可以看到，如果用开尔文来这个单位对温度进行计量，那我们就可以通过数值的乘或除来直接讨论倍数关系了，为什么呢？因为它同时满足了前文我们所讲的那两个条件。

摄氏度和开尔文之间可以通过“K = ℃ + 273.15”来进行换算，简单计算一下可知，20摄氏度对应的就是293.15开尔文，10摄氏度对应的就是283.15开尔文，前者大约是后者的1.035倍。

当然了，我们也不能直接说20摄氏度是10摄氏度的大约1.035倍，而应该说，对于一个物体而言，当它温度在20摄氏度的时候，其内部微观粒子热运动的激烈程度是它在10摄氏度时的大约1.035倍。

由于大量微观粒子热运动的激烈程度可以用它们的平均动能来进行衡量，因此一个更容易理解的说法就是：对于一个物体而言，当它温度在20摄氏度的时候，其内部微观粒子的平均动能是它在10摄氏度时的大约1.035倍。