热物理基础：热阻与传热三机制
热阻概念、等效热路图、对流换热量级、传热三机制——链条的物理规律层
串联定位：整条热阻链（热源→TIM→散热器→风道→环境）的每一段热阻怎么算、哪段最大，依据全在这一页。这是所有后续专题的地基。
Q1（热设计篇1·题1）：解释"热阻"概念及其核心作用
答：热阻类比电路电阻，衡量传热路径的阻碍程度（单位 K/W，ΔT = Q × R）。
核心作用：构建热阻网络模型——快速估算结温到环境的总温升、定位最大热阻环节，决定优化顺序。
串联：它是整条散热链"电路化"的主轴工具。后面所有专题本质都在回答"某一段热阻怎么降低"。
Q2（热设计篇1·题2）：如何估算 SoC 从结到环境的总热阻？
答：先画等效热路图（串联电路）：
Tj →[Rjc 结-壳]→ 封装壳 →[RTIM 界面]→ 散热器/VC
→[Rspread 扩散]→ 机壳 →[Rconv+Rrad 对流+辐射]→ 环境 Tamb
Tj = Tamb + P × (Rjc + RTIM + Rspread + Rconv)
各段来源：Rjc 查器件规格书；RTIM = 厚度/(导热系数×面积)；Rconv = 1/(h×A)。 最大热阻通常在"散热器→环境"段——这就是风道设计和系统级方案存在的原因。
Q3（热设计篇1·题3）：自然对流 vs 强迫对流的量级差异？
答：强迫对流换热系数比自然对流高 1~2 个数量级：
- 自然对流：约 5~25 W/(m²·K)
- 强迫风冷：约 25~250 W/(m²·K)
- 液冷：数百到上万 W/(m²·K)
选自然对流的场景：噪声敏感（家用路由器）、全密封无风扇、低功耗设备、强迫对流失效时的安全冗余。
串联：这个量级差是链条上所有重大分叉的根源——密封设备被迫走"扩面积 + 降传导热阻"路线（见题 4 与材料与工艺），数据中心走液冷路线（见系统级设计）。
Q5（热设计篇1·题5）：导热、对流、辐射三机制及散热应用
答：
| 机制 | 物理规律 | 电子散热中的位置 |
|---|---|---|
| 导热 | 傅里叶定律 q = -λ·dT/dx | 芯片→TIM→散热器（链条前半段） |
| 对流 | Newton 冷却定律 q = h·A·ΔT | 风扇驱动空气流过鳍片（链条末端） |
| 辐射 | Stefan-Boltzmann，q ∝ ε·T⁴ | 外壳高发射率涂层，自然对流场景贡献显著 |
串联：辐射是自然对流场景下"免费的额外通道"（ε 从 0.8 涂层 vs 0.3 光亮铝，差一倍以上）——无风扇设计必考的加分项。
单个器件的对流散热怎么考虑？（篇3·题28）
答：四步——① 确定器件功耗与允许温升（ΔT = Tj − T环境，减去传导段温降）→ 得到所需热流；② 判断流态：自然对流还是强迫（Ra/Re 量级）；③ 估算/查表得 h，算所需面积 A = Q/(h·ΔT)；④ 布局修正：器件在风道中的位置（上游抢冷风）、相邻器件的热干扰（尾流效应）、PCB 铺铜的扩散辅助。
串联：这是"热阻链"在单器件上的微缩版——把链条五段压缩成"ΔT 预算 → h × A"两件事。
速答数值卡（篇3·题22 + 篇4·题35/36/37/38，面试"报数题"）
答：
- 导热系数 λ vs 传热系数 K/h：λ 是材料属性（W/m·K，与几何无关）；K/h 是"传热过程"属性（W/m²·K，含对流与几何）。一字之差，单位差一个"米"
- 换热系数范围（篇4·题36 标准答案）：自然对流个位数，强迫对流成百上千，相变 10³~10⁴ W/m²K
- 比热容：水 4.2 kJ/(kg·K)（篇4·题35）；空气 1.005 kJ/(kg·K)（篇4·题37）
- 热传递三方式：传导/对流/辐射（篇4·题38，见本页 Q5）
串联：这组数字是对流篇 Nu 关联式的速记版——考场上没时间推导就报范围，原理在教材层。