Ноя 25

Теплоотдача в организме человека

Теплоотдача. Организм человека в термодинамическом отношении можно сравнить с машиной, в которой непрерывно происходит превращение химической энергии в механическую и тепловую. Если температура тела остается постоянной, то система должна находиться в термостабильном состоянии, при котором поддерживается полное равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей. Для обозначения теплового равновесия принят термин тепловой баланс.

Окружающие условия, при которых количество тепла, произведенного организмом, соответствует охлаждающей способности среды, в авиации называют зоной комфорта. Этим стремятся характеризовать тепловое состояние человека, когда среда не создает ощущения холода или перегрева. По обе стороны этого интервала температур и влажности возникает ощущение дискомфорта, степень которого тем больше, чем больше отклоняется температура среды от этого интервала.

В общем виде уравнение теплового баланса может быть таким:

Q = Qконд + Qконв + Qpaд + Qи.п. + Qдых
,  где

Q       – количество тепла, производимого организмом человека, в кал/ч;

Qконд – количество тепла, отдаваемого за счет кондукции;

Qконв – количество тепла, отдаваемого конвекцией;

Qрад – тепло, отдаваемое радиацией;

Qи.п. – тепло, отдаваемое при испарении пота;

Qдых – тепло, отдаваемое при дыхании.

Теплоотдача кондукцией происходит в том случае, когда тела соприкасаются друг с другом.

Теплоотдача конвекцией осуществляется непосредственно окружающей среде вследствие ее свободного или вынужденного перемещения.

Теплоотдача радиацией происходит в форме лучистого теплообмена с поверхности тела в окружающее пространство.

Потеря тепла при испарении пота. Экспериментальными исследованиями различных физиологов установлено, что у некоторых людей потовыделение равномерно по всему телу, у других оно незначительно на верхних конечностях и относительно равномерно на остальной поверхности тела. В некоторых случаях распределение потовыделения по телу носит совершенно атипичный характер. В общем, отмечается, что интенсивность потовыделения наиболее значительна на лбу, пояснице, тыльной поверхности кистей рук, передней поверхности шеи, в подмышечных впадинах, около поясничной области. Интенсивность потовыделения минимальна на внутренних поверхностях бедер, боковой поверхности груди, плечах. Количество тепла, отдаваемого с поверхности тела вследствие испарения пота, в первую очередь зависит от температуры, влажности и скорости движения окружающего воздуха, от паро — и воздухопроводности одежды.

У раздетого человека при температуре воздуха выше 28° С увеличивается выделение водяных паров с поверхности кожи. При повышении температуры воздуха влага выделяется еще интенсивнее (табл. 4).

Так, например, при температуре 30° С у человека, не занятого физическим трудом, потовыделение составляет 126 гс/ч, а при выполнении тяжелой работы оно увеличивается до 570 гс/ч.

Снижение веса тела на 2–3% за счет испарения пота (обезвоживание организма) принято считать максимально допустимым, обезвоживание на 6% от веса тела вызывает спутанность сознания, на 15–20% – приводит к смерти.

Таблица 4

Выделение влаги с поверхности кожи и легких в гс/мин по Н. К. Витте (П. И. Гуминер. Изучение терморегуляции в гигиене и физиологии труда. М., Медгиз, 1862)

Состояние человека Температура воздуха в °С
16 18 28 35 45
Покой (1,5 ккал/мин) 0,6 0,74 1,69 3,25 6,2
Легкая работа 1,8 2,4 3,0 5,2 8,8
Работа средней тяжести (4,6–5,5 ккал/мин) 2,6 3,0 5,0 7,0 11,3
Тяжелая работа (6,5– 7,5 ккал/мин) 4,9 6,7 8,9 11,4 18,6
Очень тяжелая (10 ккал/мин) 6,4 10,4 11,0 16,0 21,0

Количество тепла, отдаваемого при испарении пота,

Qи.п. = gп∙r  ,  где

gп
– количество выделяемого и испаряющегося пота в гс/ч;

r – 580 ккал/кгс – скрытая теплота испарения (воды).

Потеря тепла при дыхании с выдыхаемым воздухом, зависит от физической нагрузки человека и температуры окружающего воздуха. Чем больше физическая нагрузка и ниже температура окружающей среды, тем больше будет отдаваться тепла с дыханием. Вдыхаемый воздух нагревается в легких примерно до 37° С и одновременно насыщается водяными парами. При увеличении температуры вдыхаемого воздуха потеря тепла при дыхании существенно уменьшается.

Потеря тепла с дыханием определяется количеством тепла, необходимого для нагревания вдыхаемого воздуха, и количеством тепла, необходимого для насыщения вдыхаемого воздуха водяными парами.

Похожие статьи:

  1. Температурный режим в кабине самолета Как уже указывалось, поддержание определенного температурного режима – одно из...
  2. Терморегуляция в организме человека Терморегуляция. В организме человека и прежде всего в его центральной...
  3. Физиологические и инженерные требования к сверхзвуковому транспорту при М=13 J. N. Waggoner Aerospace Medicine, 1962, v. 33, N 3,...

автор admin \\ теги: ,



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.