长度 — 基准单位:米(m)
什么是长度?
长度是描述空间中两点间距离的基本物理量,是人类最早使用的测量概念之一。国际单位制(SI)以米(m)为基准,1米最初定义为地球子午线四千万分之一,1983年起定义为光在真空中于1/299792458秒内行进的距离,2019年后与光速c的精确值绑定。
常见单位说明
千米(km):1000米,用于地理距离、公路里程。
米(m):SI基本单位,日常建筑、身高、家具尺寸。
分米(dm)/厘米(cm)/毫米(mm):十进制小数单位,工程制图、机械加工常用。
微米(μm)/纳米(nm)/皮米(pm):微观尺度,用于生物学(细胞大小约10μm)、半导体芯片制程(几nm)、原子物理。
英寸(in)/英尺(ft)/码(yd):英美制,1in=2.54cm精确定义,屏幕尺寸、管材、身高常用。
英里(mi):5280英尺≈1609m,美国公路距离。
海里(nmi):1852m,航海航空专用,基于地球纬度1角分。
里/丈/尺/寸:中国市制,1里=500m,1丈≈3.33m,1尺≈0.33m,1寸≈3.33cm,传统建筑、布匹常用。
光年(ly):光走一年的距离≈9.46万亿km,天文学距离单位。
天文单位(AU):日地平均距离≈1.5亿km。
秒差距(pc):基于周年视差,1pc≈3.26光年,天文学标准距离单位。
质量 — 基准单位:千克(kg)
什么是质量?
质量是物体所含物质的多少,是物理学七大基本量之一。国际单位制以千克(kg)为基准。2019年5月20日起,千克不再依赖存放在巴黎的国际千克原器(IPK),改为由普朗克常数h精确定义:h=6.62607015×10⁻³⁴ J·s。这意味着质量的定义现在与自然界基本常数绑定,永不磨损。
常见单位说明
吨(t):1000kg,货物、车辆、大型物体。
千克(kg)/克(g):日常购物、体重、食材。
毫克(mg)/微克(μg)/纳克(ng)/皮克(pg):药品剂量(mg)、污染物浓度(μg/m³)、DNA样品(ng)。
磅(lb):453.59237g精确定义,美国体重、食品标注。
盎司(oz):28.35g,贵金属(金衡盎司≈31.1g)、食谱。
石(st):6.3503kg=14lb,英国体重常用。
克拉(ct):200mg,宝石重量专用,源于角豆树种子。
斤/两/钱:中国市制,1斤=500g,1两=50g,中药配方常用钱(5g)。
原子质量单位(u/amu):碳-12原子质量的1/12≈1.66×10⁻²⁷kg,微观粒子质量。
面积 — 基准单位:平方米(m²)
什么是面积?
面积是描述二维平面或曲面大小的量,国际单位制以平方米(m²)为基准。面积换算本质上是长度换算的平方关系,例如1km²=(1000m)²=10⁶m²。面积的测量从古代土地丈量开始,各国发展出不同的土地面积单位体系。
常见单位说明
平方千米(km²):城市面积、国家领土。
平方米(m²):房屋面积、室内装修。
平方厘米(cm²)/平方毫米(mm²):电子元件、纸张大小。
公顷(ha):10000m²,农田、森林、公园。
公亩(a):100m²,欧洲部分地区用。
亩/顷:中国市制,1亩≈667m²=2000/3 m²,1顷=100亩≈6.67公顷,农业土地常用。
平方英寸/平方英尺/平方码:英美制,房屋面积(sqft)、布料。
英亩(ac):4046.86m²≈4840yd²,英美土地面积。
平方英里(mi²):美国城市、县域面积。
坪:约3.306m²,台湾、日本房产常用。
体积 — 基准单位:立方米(m³)
什么是体积?
体积描述三维空间占据的大小,国际单位制以立方米(m³)为基准。体积换算是长度换算的立方关系。液体体积常用升(L)及其衍生单位,1L=1dm³=0.001m³。美制与英制体积单位体系不同,加仑、夸脱、品脱之间关系复杂,需特别注意区分。
常见单位说明
立方米(m³):建筑、土方、大型容器。
立方分米(dm³)/立方厘米(cm³)/立方毫米(mm³):工程、科学实验。
升(L)/毫升(mL):饮料、汽油、药水,1L=1dm³。
美制加仑(US gal):3.785L,美国汽油、牛奶。
英制加仑(UK gal):4.546L,英国液体度量,比美制大约20%。
美制夸脱(qt)/品脱(pt)/液盎司(fl oz):1gal=4qt=8pt=128fl oz。
立方英寸/立方英尺/立方码:英美工程、冰箱容积。
石/斗/升/合:中国古制容量,1石=10斗=100升≈100L,1合=0.1L。
功/能/热 — 基准单位:焦耳(J)
功、能量与热量的关系
在物理学中,功、能量和热量本质上是同一物理量(量纲相同),只是表现形式不同。国际单位制以焦耳(J)为基准,1焦耳=1牛顿·米(N·m)=1kg·m²/s²。焦耳命名自英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳,他为热力学第一定律的建立做出了关键实验。
常见单位说明
焦耳(J):SI单位,所有能量形式通用。
千焦(kJ)/兆焦(MJ)/吉焦(GJ):食品营养(kJ)、天然气热值(MJ)、爆炸能量(GJ)。
千瓦时(kWh)/瓦时(Wh):电能计量,1kWh=3.6MJ,电费账单标准单位。
卡(cal)/千卡(kcal):1cal=4.184J,食物热量常用千卡(大卡)。
英热单位(BTU):1055J,暖通空调、锅炉效率。
英尺·磅(ft·lb):英美工程能量/功。
电子伏特(eV):1.602×10⁻¹⁹J,微观粒子能量,原子核能级约MeV,化学键约eV。
尔格(erg):CGS制能量单位,1erg=10⁻⁷J。
吨TNT当量:4.184GJ,核武器、爆炸物能量衡量。
速度 — 基准单位:米每秒(m/s)
什么是速度?
速度是描述物体运动快慢与方向的矢量(速率是标量,仅指大小)。国际单位制以米每秒(m/s)为基准。日常生活中交通速度常用千米每小时(km/h),英美用英里每小时(mph)。节(kn)是航海航空专用单位,1节=1海里/小时。马赫数是声速倍数,随高度温度而变化。
常见单位说明
米每秒(m/s):SI单位,物理计算、跑步速度。
千米每小时(km/h):道路限速、汽车速度表。
厘米每秒(cm/s):蜗牛、传送带等慢速。
英里每小时(mph):美国、英国道路限速。
英尺每秒(ft/s):英美工程。
节(kn):1852m/h≈0.514m/s,船舶、飞机空速。
马赫(Mach):声速倍数,海平面≈340.29m/s,超音速飞行。
光速(c):299792458m/s,物理常数,自然界速度上限。
里每小时:中国传统速率说法。
密度 — 基准单位:千克每立方米(kg/m³)
什么是密度?
密度是物质质量与体积之比(ρ=m/V),反映物质的紧密程度。国际单位制以千克每立方米(kg/m³)为基准。水的密度在4°C时最大,约为1000kg/m³=1g/cm³,这一便利关系使水的密度成为密度换算的常用参考。不同物质密度差异巨大:空气约1.2kg/m³,铝约2700,铁约7870,金约19300,中子星物质可达10¹⁷kg/m³。
常见单位说明
千克每立方米(kg/m³):SI单位,科学、工程标准。
克每立方厘米(g/cm³):化学、材料学常用,水=1。
克每毫升(g/mL):与g/cm³数值相等。
吨每立方米(t/m³):与g/cm³数值相等。
磅每立方英尺(lb/ft³):英美工程,水≈62.4。
磅每加仑(美):美国液体密度。
盎司每立方英寸:精密合金、贵金属。
力 — 基准单位:牛顿(N)
什么是力?
力是物体间的相互作用,能改变物体的运动状态或形状。国际单位制以牛顿(N)为基准,1牛顿是使1千克物体产生1m/s²加速度所需的力。牛顿命名自艾萨克·牛顿,其三大运动定律奠定了经典力学基础。日常生活中,1N约等于一个苹果的重量。
常见单位说明
牛顿(N):SI单位,所有力学计算。
千牛顿(kN):建筑结构、桥梁承载力。
千克力(kgf):9.80665N,工程常用,1kgf=1kg物体在标准重力下的重量。
克力(gf):精密力学、钟表。
磅力(lbf):英美工程、航空。
达因(dyn):CGS制,1dyn=10⁻⁵N,表面张力常用。
磅达(pdl):英制绝对单位,1pdl=1lb·ft/s²。
压强 — 基准单位:帕斯卡(Pa)
什么是压强?
压强是单位面积上所受的垂直力(p=F/A),反映压力作用的集中程度。国际单位制以帕斯卡(Pa)为基准,1Pa=1N/m²。帕斯卡命名自布莱兹·帕斯卡,他在流体静力学方面贡献卓著。标准大气压(atm)是经典参考:101325Pa,约等于海平面平均气压。气象预报常用百帕(hPa)=毫巴(mbar)。
常见单位说明
帕斯卡(Pa):SI单位,科学计算。
千帕(kPa)/兆帕(MPa):工程、材料强度(MPa)、轮胎气压(kPa)。
巴(bar)/毫巴(mbar):1bar=100kPa,气象常用。
标准大气压(atm):101325Pa,物理化学标准状态。
毫米汞柱(mmHg):血压测量,1mmHg≈133.322Pa。
厘米汞柱(cmHg):真空技术。
米水柱(mH₂O):水泵、供水系统。
磅每平方英寸(psi):英美工程、轮胎气压,1psi≈6.895kPa。
磅每平方英尺(psf):建筑风荷载。
英寸汞柱(inHg):美国气象、航空高度表。
托(Torr):1/760atm≈133.322Pa,真空技术。
功率 — 基准单位:瓦特(W)
什么是功率?
功率是单位时间内所做的功或传递的能量(P=W/t),反映做功的快慢。国际单位制以瓦特(W)为基准,1W=1J/s。瓦特命名自詹姆斯·瓦特,他对蒸汽机的改良开启了工业革命。家用电器的功率从几瓦(LED灯)到几千瓦(空调、电热水器)不等。发电厂的装机容量以兆瓦(MW)或吉瓦(GW)计。
常见单位说明
瓦特(W):SI单位,日常电器。
千瓦(kW)/兆瓦(MW)/吉瓦(GW):电力、发电、工业。
毫瓦(mW):电子设备、激光器。
公制马力(PS):735.5W,欧洲汽车功率常用。
英制马力(hp):745.7W,美国汽车功率。
英热单位每小时(BTU/h):暖通空调制冷量。
英尺·磅每秒:英美工程。
千卡每小时(kcal/h):人体代谢率、食物能量消耗率。
温度 — 基准单位:摄氏度(°C)
什么是温度?
温度是物质冷热程度的度量,微观上反映分子平均动能。国际单位制以开尔文(K)为基准,2019年起由玻尔兹曼常数k精确确定。摄氏温标(°C)由安德斯·摄尔修斯提出,日常生活中全球最广泛使用,水的冰点0°C、沸点100°C(标准大气压)。华氏温标(°F)由丹尼尔·华氏提出,至今美国仍在使用,冰点32°F、沸点212°F。绝对零度=-273.15°C=0K=-459.67°F。
常见单位说明
摄氏度(°C):日常天气、烹饪、科学实验。
华氏度(°F):美国日常、天气预报。
开尔文(K):科学研究、热力学、物理常数定义。
朗肯(°R):绝对温标华氏版,0°R=0K对应关系,美国工程热力学偶尔使用。
换算公式(非简单系数):°F=°C×9/5+32;K=°C+273.15;°R=°F+459.67
时间 — 基准单位:秒(s)
什么是时间?
时间是事件顺序与持续久暂的度量,是物理学七大基本量之一。国际单位制以秒(s)为基准。1967年起,秒由铯-133原子基态超精细跃迁定义:精确9192631770个周期为一秒。原子钟的精度可达数百万年误差不到一秒。国际单位制采用十进制词头(毫秒、微秒、纳秒),而日常计时沿用六十进制(分、小时)。
常见单位说明
秒(s):SI基本单位。
毫秒(ms)/微秒(μs)/纳秒(ns)/皮秒(ps):计算机响应(ms)、CPU时钟(ns)、光脉冲(ps)。
分钟(min):60秒,日常计时。
小时(h):3600秒,工作、交通。
天(d):86400秒,基于地球自转。
周:7天=604800秒。
月(30天):近似月份长度。
年(365天):回归年≈365.2422天。
世纪:100年。
存储 — 基准单位:字节(Byte)
什么是数据存储单位?
数据存储容量描述信息量的大小,基本单位是字节(Byte),1Byte=8bit。存储领域采用二进制前缀:1KB=1024Byte(2¹⁰),而非国际单位制的1000。2000年后国际电工委员会(IEC)引入KiB/MiB/GiB区分二进制与十进制,但行业习惯仍广泛使用KB/MB/GB表示1024进制。一个英文字符约1Byte,一张高清照片约2-5MB,一部电影约1-10GB。
常见单位说明
字节(B):基本单位。
千字节(KB):1024B,文本文件。
兆字节(MB):1024KB,照片、音乐。
吉字节(GB):1024MB,手机存储、U盘。
太字节(TB):1024GB,硬盘容量。
拍字节(PB)/艾字节(EB):大数据中心、云计算。
比特(bit):最小单位,网络带宽常用(Mbps)。
千比特/兆比特/吉比特(Kbit/Mbit/Gbit):网络传输速率。
角度 — 基准单位:度(°)
什么是角度?
角度描述两射线之间的夹角或圆弧所对的圆心角。平面角国际单位制以弧度(rad)为基准,1rad是弧长等于半径时所对的圆心角。弧度是"自然"的角度单位,使许多数学公式(如导数公式)形式最简。度(°)是六十进制的历史遗留,将圆周分为360份,可能源自古巴比伦的天文观测。
常见单位说明
度(°):日常最常用,直角=90°,圆周=360°。
弧度(rad):SI单位,数学物理计算,π rad=180°。
梯度(gon):将直角分为100份,测绘工程用。
分(')/秒("):度的六十进制细分,1°=60'=3600",天文导航。
密位(mil):将圆周分为6400份(北约标准),军事炮兵测距。
圆周(rev):完整一圈=360°=2π rad。
直角:90°=π/2 rad。
光照度 — 基准单位:勒克斯(lx)
什么是光照度?
光照度是投射到单位面积上的光通量,反映表面被照明的明亮程度。国际单位制以勒克斯(lx)为基准,1lx=1lm/m²。人眼对555nm黄绿光最敏感。光照度直接影响视觉舒适度、工作效率和植物生长。不同场景推荐照度:阅读300-500lx、办公室500lx、手术台10000lx、夜间街道10-20lx。
常见单位说明
勒克斯(lx):SI单位,照明设计标准。
流明每平方米(lm/m²):与lx等价。
英尺烛光(fc):10.764lx,英美照明设计。
辐透(ph):CGS制,1ph=10000lx,早期照相术。
毫勒克斯(mlx)/千勒克斯(klx):极暗环境/强光测量。
力矩 — 基准单位:牛顿·米(N·m)
什么是力矩?
力矩(转矩)描述力使物体绕轴转动的效应,等于力与力臂的叉积(M=r×F)。国际单位制以牛顿·米(N·m)为基准。力矩与能量焦耳(J)量纲相同(1N·m=1J),但物理意义不同:力矩是矢量,能量是标量。汽车发动机扭矩常用N·m或lbf·ft标注,扳手拧紧螺栓的力矩大小直接影响连接可靠性。
常见单位说明
牛顿·米(N·m):SI单位,工程标准。
千克力·米(kgf·m):9.807N·m,机械工程常用。
克力·厘米(gf·cm):精密仪器、钟表。
磅力·英尺(lbf·ft):英美汽车扭矩、工程。
磅力·英寸(lbf·in):小螺栓扭矩。
达因·厘米(dyn·cm):CGS制。
盎司力·英寸(ozf·in):精密电子装配。
电阻 — 基准单位:欧姆(Ω)
什么是电阻?
电阻是导体对电流流动的阻碍作用,由欧姆定律V=IR定义。国际单位制以欧姆(Ω)为基准,1Ω=1V/A。电阻命名自格奥尔格·欧姆,他发现了电流、电压与电阻的关系。导体的电阻与材料电阻率、长度成正比,与截面积成反比。超导体在临界温度以下电阻为零。绝缘电阻常以GΩ或TΩ计量(如兆欧表测电缆绝缘)。
常见单位说明
欧姆(Ω):SI单位,电路基础。
毫欧(mΩ):大电流母线、连接器接触电阻。
千欧(kΩ)/兆欧(MΩ):电子电路、传感器。
吉欧(GΩ)/太欧(TΩ):绝缘材料、静电防护。
电压 — 基准单位:伏特(V)
什么是电压?
电压(电势差)是驱动电荷流动的动力,如同水压驱动水流。国际单位制以伏特(V)为基准,1V=1J/C(每库仑电荷的能量)。伏特命名自亚历山德罗·伏特,他发明了第一块电池。电压是相对量,需要参考点(通常取地线为零电位)。人体安全电压通常认为≤36V,干燥环境下≤50V。
常见单位说明
伏特(V):SI单位,日常电路。
毫伏(mV):传感器信号(热电偶、应变片)。
微伏(μV):生物电信号(EEG、ECG)。
千伏(kV):电力输送、高压线(通常110kV-1000kV)。
兆伏(MV)/吉伏(GV):闪电(约100MV)、粒子加速器。
电流 — 基准单位:安培(A)
什么是电流?
电流是电荷的定向移动,国际单位制以安培(A)为基准。2019年起安培由基本电荷e精确定义:1A=1C/s,电子电荷e=1.602176634×10⁻¹⁹C。安培命名自安德烈·玛丽·安培,电磁学奠基人之一。电流方向约定为正电荷流动方向(与电子实际方向相反)。人体安全电流:交流≤10mA,直流≤50mA,超过可能引发心室颤动。
常见单位说明
安培(A):SI单位,家用电器(空调约10A)。
毫安(mA):手机充电(约2A=2000mA)、LED。
微安(μA):传感器待机电流、晶体管漏电流。
纳安(nA):精密仪器、生物芯片。
千安(kA)/兆安(MA):电弧炉、闪电(约20kA)、核聚变装置。
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各大类单位详细介绍
长度单位
长度是最基本的物理量。国际单位制以米(m)为基准,1米等于光在真空中1/299792458秒走过的距离。中国市制有里(500m)、丈(约3.33m)、尺(约0.33m)、寸(约0.033m)。英制有英寸(in, 2.54cm)、英尺(ft, 30.48cm)、码(yd, 91.44cm)、英里(mi, 1609.34m)、海里(nmi, 1852m)。天文用光年(约9.46万亿km)、天文单位(AU, 约1.5亿km)、秒差距(pc, 约3.26光年)。
质量单位
质量描述物体所含物质多少,SI基准为千克(kg)。2019年起千克由普朗克常数定义,不再依赖实物原器。市制有吨(1000kg)、斤(0.5kg)、两(50g)、钱(5g)。英制有磅(lb, 453.59g)、盎司(oz, 28.35g)、石(st, 6.35kg)。克拉(ct, 200mg)用于宝石。原子质量单位(u)用于微观粒子。
面积单位
面积是二维大小,SI基准为平方米(m²)。公顷(ha, 10000m²)用于土地。中国市制亩(约667m²)、顷(约100000m²)。英美有平方英寸、平方英尺、平方码、英亩(ac, 4046.86m²)、平方英里。日本坪(约3.306m²)在房产中常见。
体积单位
体积是三维空间大小,SI基准为立方米(m³)。升(L, 0.001m³)和毫升(mL)用于液体。美制加仑(3.785L)与英制加仑(4.546L)不同。美制夸脱、品脱、液盎司均为分数关系。中国市制有石(100L)、斗(10L)、升(1L)、合(0.1L)。
功/能/热单位
功、能量、热量本质相同,SI基准为焦耳(J)。1J=1N·m。千焦(kJ)、兆焦(MJ)、吉焦(GJ)用于工程。千瓦时(kWh)用于电能计费,1kWh=3.6MJ。卡(cal, 4.184J)和千卡(kcal)用于食物热量。英热单位(BTU)用于暖通空调。电子伏特(eV)用于原子物理。
速度单位
速度描述运动快慢,SI基准为米每秒(m/s)。千米每小时(km/h)用于交通。英里每小时(mph)用于英美。节(kn, 海里/小时)用于航海航空。马赫(Mach)是声速倍数,光速c≈3亿m/s是自然界速度上限。
密度单位
密度是质量与体积之比,SI基准为千克每立方米(kg/m³)。水密度≈1000kg/m³。克每立方厘米(g/cm³)常用于化学。磅每立方英尺用于英美工程。不同物质差异巨大:空气≈1.2,铝≈2700,铁≈7870,金≈19300。
力单位
力是相互作用,SI基准为牛顿(N)。1N使1kg物体产生1m/s²加速度。千克力(kgf, 9.80665N)是工程常用单位。磅力(lbf)用于英美。达因(dyn)是CGS制力的单位,1dyn=10⁻⁵N。
压强单位
压强是单位面积上的力,SI基准为帕斯卡(Pa)=1N/m²。千帕(kPa)、兆帕(MPa)用于工程。巴(bar, 100kPa)用于气象。标准大气压(atm, 101325Pa)是经典参考。毫米汞柱(mmHg)用于血压。psi用于英美工程。
功率单位
功率是做功速率,SI基准为瓦特(W)=1J/s。千瓦(kW)、兆瓦(MW)用于电力。公制马力(PS, 735.5W)和英制马力(hp, 745.7W)用于发动机。BTU/h用于暖通。
温度单位
温度是冷热程度,SI基准为开尔文(K)。摄氏(°C)日常最常用,华氏(°F)用于美国,朗肯(°R)是绝对温标华氏版。换算公式:°F=°C×9/5+32,K=°C+273.15。绝对零度=-273.15°C=0K。
时间单位
时间SI基准为秒(s),由铯原子跃迁定义。毫秒(ms)、微秒(μs)、纳秒(ns)用于电子与计算机。分钟(60s)、小时(3600s)、天(86400s)、周、月、年用于日常。世纪=100年。
数据存储单位
数据容量以字节(Byte)为基础。注意存储领域1KB=1024Byte(二进制),不同于国际单位制的1000。MB、GB、TB、PB依次×1024。比特(bit)是最小单位,1Byte=8bit。网络带宽常用Mbps(兆比特每秒)。
角度单位
角度SI基准为弧度(rad)。度(°)、分(')、秒(")是常用60进制。梯度(gon)将直角分为100份,测绘用。密位(mil)用于军事。圆周=360°=2π rad=400gon。
光照度单位
光照度是单位面积光通量,SI基准为勒克斯(lx)=1lm/m²。阳光直射约10万lx,阴天约1万lx,室内照明约300-500lx,夜间街道约10-20lx。英尺烛光(fc)用于英美。
力矩单位
力矩描述转动效应,SI基准为牛顿·米(N·m)。千克力·米用于工程。磅力·英尺用于英美。注意N·m与J量纲相同但意义不同:力矩是矢量,能量是标量。
电阻、电压、电流单位
电阻SI基准为欧姆(Ω),电压为伏特(V),电流为安培(A)。三者由欧姆定律V=IR关联。毫欧到太欧覆盖从超导体到绝缘体的全范围。电池1.5V、家用220V、高压输电数百kV。人体安全电流约10mA以下,安全电压≤36V。
使用场景
本工具适用于:学生做作业与实验报告、工程师进行单位转换与校核、科研人员进行跨国论文数据换算、海淘时英美制尺寸重量转换、烹饪时配方单位调整、旅行时温度与距离换算、编程时数据存储容量计算、电工电子电路参数换算、健身时重量单位转换、装修时面积与体积计算等。
精度说明
本工具采用国际标准换算系数,温度使用精确公式而非近似系数。数据存储采用1024进制(行业惯例)。极大极小值采用科学计数法显示。由于浮点数精度限制,极端换算可能存在微小误差(通常小于1e-10),不影响日常使用。所有换算在浏览器本地完成,不上传任何数据,保护您的隐私。