时至今日，我对功耗如何转化为发热并没有很好的直观感受——也就是说，如果我将 1 瓦的电能作为热量浪费到咖啡杯大小的设备中，那么热能达到多少？它得到了吗？10 瓦、100 或 1,000 瓦怎么样？
我很清楚材料选择、气流、表面积等会产生巨大的差异。但是，最好有一些经验法则作为起点来全面检查设备是否会过冷、过热、过热或有点火危险。
在没有建模或构建实际设备的情况下，您有哪些方法可以估计您的项目会变得多热？
编辑：
澄清一下，我更感兴趣的是设备（或至少是“触摸表面”）持续运行时的稳态温度；不是瞬间对设备的直接加热效应。
对于设备，您经常会看到一个名为 \$\theta_{JA}\$ 的图形。这称为热阻。
这告诉您，在典型的环境环境中，每消耗一瓦特，设备的温度都会比环境温度高x °C。您必须在计算中包括环境温度。在开放的实验室环境中，温度可能为 25°C，但实际上在某些电子设备的外壳内可能会更热。
如果添加散热器，您需要知道 \$\theta_{JC}\$（结壳电阻）、\$\theta_{CI}\$（外壳绝缘电阻，如果有）、\$\theta_{IH }\$（绝缘散热片电阻，如果有），最后是 \$\theta_{HA}\$（散热片-环境电阻。）像正常电阻一样，您可以将这些加在一起以获得您设备的最终数字当它耗散x瓦时会变热。
在考虑供暖时，您必须通过许多不同的单位来获得一些合理的数字。
电热耗散以瓦特为单位。能量以焦耳为单位，热量本身以卡路里为单位。
让我们拿一个典型的水杯 - 比如说 300 克水（大约 300 毫升，一个典型的咖啡杯） 现在假设我们有一些可以散发 10 瓦热量的东西。10W 一切都很好，但我们计算 10W 的时间是多少？这就是公式：
其中J是焦耳，t是以秒为单位的时间
派上用场。一瓦特等于每秒一焦耳。所以焦耳 = 瓦特 × 秒，好吗？因此，如果我们以 10W 加热 10 秒，我们得到 100 焦耳。
现在，卡路里是将 1g 水加热 1°C 所需的热量，相当于 4.184 焦耳。
这意味着我们的 100 焦耳等于（编辑：23.9 卡路里 [1 卡路里 = 4.184 J，因此 100 J * 1 卡路里/4.184 J = 23.9 卡路里，而不是 418.4 卡路里]）。超过我们的 300 克水，那将是：
这等于（编辑：0.08°C [不是 1.395°C]）温度升高。
所以 10 瓦的功率持续 10 秒会使咖啡杯中的水的热量升高一点点（编辑：十分之一度 [不是 1.5 度]）。
作为一个直观且非常粗略（但很有帮助）的经验法则，我喜欢参考不同尺寸的电阻器。几乎每个人都知道“标准”1/4 W 电阻器（又名 0207）。此外，通过查看电子分销商的目录（或通过不断破解和维修东西的经验），您会了解更大和更小的电阻器（SMD 尺寸为 1/4 W、1/8 W ......以及更大的功率电阻器2 瓦、4 瓦、5 瓦、11 瓦……）。
大多数电阻器的设计方式是，您可以在 70°C 或 75°C 的环境温度下以额定功率运行它们，这样做会使它们达到 125°C 或 155°C 的最高允许温度°C（典型值和常用值，详情请查看数据表）。
因此，您在耗散功率和温升之间存在关系（大约为 125 °C - 70 °C = 55 °C 到 155 °C - 70 °C = 85 °C），并且，回到您问题的核心，零件的物理尺寸（体积，表面积）。
此外，您可以使用灯泡（老式灯丝样式）和其他您知道尺寸和功率（又名瓦数）的东西。以 40 W 灯泡为例：在室温（环境）温度下，表面变得非常热，以至于您仍然几乎无法触摸它（转换为可能 60 °C）。热水器（用于茶水）需要大约 2 kW 的功率，加 1 l 水，它会在大约一两分钟内从 20°C 上升到 100°C（如果不关闭会自毁）它的恒温器。将此概念扩展到您所知道的其他日常设备：耗散功率、尺寸、温升。
如果您只需要对正在考虑构建的东西有一种感觉，那么在许多情况下都可以很好地工作。
您正确地提到了材料作为一个因素。每种材料都有一个比热，它告诉您在 1g 样品上升温 1K 需要添加多少热量形式的能量。例如，要将 1g 水从 14.5°C 加热到 15.5°C，您需要 4.186 J。（这是 1 卡路里的旧单位的定义）。
在谈论这种热量的流动时，您对热阻感兴趣（就像您想知道电阻以找出电流一样）。热阻以 K/W（开尔文每瓦特）表示，它告诉您当热量以一定速率流动时两点之间的温差有多大（每单位时间的能量 = 功率）。当您阅读功率元件的数据表时，您会看到芯片和外壳之间以及从外壳到环境的热阻。
编辑（关于您的编辑）
对于平衡状态，相同的因素起作用：比热决定了芯片的温度和一系列热阻，有多少热量可以排放到环境中。平衡意味着后者等于你耗散的能量。