卡皮查熱阻，固體和液氦之間，以及金屬和電介質之間及兩電介質之間（緊密接觸情況下）的界面熱阻。因最早由卡皮查提出，所以也叫卡皮查熱阻。界面熱阻不同於接觸熱阻，即使在原子意義上接觸完美的界面，也會存在界面熱阻，而對於接觸熱阻來說，更多的熱阻是來自於界面的不接觸部分。
基本介紹
- 中文名：卡皮查熱阻
- 外文名：Kapitza Resistance
- 產生原因：物質的電子特性以及振動特性不同
- 提出時間：1936年
- 別稱：界面熱阻
- 單位：(m· ℃)/W
介紹,原理,公式,作用,
介紹
界面熱阻的想法早在1936年就已經提出，在那之前，人們通常認為接觸熱阻很小，並不考慮。Keesom等人在1936年提出，接觸界面的熱阻有可能會非常大，但是沒有仔細研究。在1941年，Kapitza 發表了他關於固體和液氦接觸界面上存在溫度降的實驗研究，也因此，界面熱阻又命名為Kapitza熱阻。
原理
界面熱阻產生的主要原因是由於處於接觸的兩種物質的電子特性以及振動特性不相同。當載熱子（聲子或者電子，視物質特性而定）試圖穿過接觸界面時，會發生散射。散射後的載熱子的運動情況就完全取決於接觸界面物質可用的能量狀態。
對於固體和液氦之間，以及金屬和電介質之間及兩電介質之間（緊密接觸情況下）的界面來說，它們之間的熱導主要靠聲子傳熱，聲子通過液氦到達固液界面時，發生反射或折射，遵守sinα1/sinαs=v1/vs，由於固體中的聲速vs比液體中聲速v1大得多，所以臨界角αlc就很小，即只有很小的立體角範圍內的聲子有可能進入固體，同時固體和液氦的密度相差很大，聲速相差也很大造成失匹配。
因此，只有能量小於10-5的一部分聲子可以進入固體，所傳輸的能量也就很小了，在界面上傳輸能量的減小即出現了卡皮查熱阻。
公式
在低普朗特準則(Pr)物質的 蒸汽與冷卻豎壁之間的膜狀凝結對流換熱計算中，所需計及的一項附加對流換熱熱阻。因此項熱阻產生於汽-液兩相分界面之上，故名界面熱阻。常用符號 “Rp”表示，單位為“(m· ℃)/W”。其數學表達式為： Rp=(ts-ti) /q=Ra，t-Rλ，l。
式中，ts為蒸汽相應壓力下的飽和溫度(℃)；ti為汽-液界面上的真實溫度 (℃)；q為膜狀凝結時的對流換熱熱流密度(W/m)；Ra，t為由蒸汽到冷卻壁面的總的對流換熱熱阻 [(m·℃)/W]；Rλ，l為由凝結液膜所構成的導熱熱阻[(m·℃)/W]。
實驗研究表明，對於低Pr介質來說，總是存在界面熱阻，且隨著其值的增大，出現於汽-液界面上的 “溫度跳躍”現象也愈顯著，即界面上的真實溫度比飽和溫度低得愈多。
作用
卡皮查熱阻的大小和固體表面情況有關對表面機械損傷特別敏感。理解物質之間的界面熱阻，對於電子產品的設計尤為重要，這是因為在現今的電子器件中有非常多的接觸界面，這會影響電子器件的散熱。界面熱阻在納米尺度下更為重要，這是因為，在納米尺度下，接觸界面更多也更複雜。
