Temperatura človeškega telesa. Temperaturno ravnotežje

Skupek fizioloških mehanizmov, ki uravnavajo telesno temperaturo, imenujemo sistem fiziološke termoregulacije.
Nastajanje toplote v telesu. Toplota v telesu nastane kot posledica oksidacije hranilnih snovi pri razgradnji beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov. Energija, ki je bila prej skrita v njih, se sprošča, porablja in na koncu vrne telesu v obliki toplote.
Kraj, kjer se v glavnem proizvaja toplota, so mišice. Ta proces se pojavi tudi, ko je oseba popolnoma mirna. Že manjši premiki mišic prispevajo k večji tvorbi toplote, pri hoji pa se njena količina poveča za 60-80%. Med mišičnim delom se proizvodnja toplote poveča 4-5 krat. Poleg skeletnih mišic se toplota proizvaja v želodcu, črevesju, jetrih, ledvicah in drugih organih.
Nastajanje toplote v telesu spremlja njeno sproščanje. Telo izgubi toliko toplote, kot jo ustvari, sicer bi človek umrl v nekaj urah.
Ti kompleksni procesi regulacije tvorbe in sproščanja toplote v telesu se imenujejo termoregulacija in jih izvajajo številni prilagoditveni mehanizmi, ki jih bomo zdaj obravnavali.
Regulacija proizvodnje in prenosa toplote. Telesna temperatura ostaja konstantna, saj sta v telesu regulirana tako nastajanje kot oddajanje toplote.
Toploto telo porablja na različne načine. Glavni način prenosa toplote je izguba toplote s prevajanjem, to je segrevanjem okoliškega zraka in sevanjem; poleg tega se toplota porablja z izdihanim zrakom, za izhlapevanje znoja itd.
Posledično ostaja temperatura človeškega telesa konstantna zaradi dejstva, da se na eni strani uravnava intenzivnost oksidativnih procesov, to je nastajanje toplote, na drugi strani pa intenzivnost in volumen prenosa toplote. Ti dve metodi regulacije imenujemo kemična in fizikalna termoregulacija.
Kemično termoregulacijo razumemo kot spremembo hitrosti metabolizma pod vplivom okolja. Med temperaturo zraka in presnovo v telesu obstaja določena povezava. Tako se z znižanjem temperature zraka poveča tvorba toplote v telesu.
Največ toplote nastane v mišicah. V mrazu se mišice tresejo. Ko temperatura okolice pade, so kožni receptorji, ki zaznavajo temperaturno draženje, razdraženi: v njih nastane vzburjenje, ki gre v centralni živčni sistem in od tam v mišice, zaradi česar se krčijo. Tako sta tresenje in mrzlica, ki ju doživljamo v mrzli sezoni ali v hladnem prostoru, refleksna dejanja, ki prispevata k povečani presnovi in ​​posledično povečanemu nastajanju toplote. Pod vplivom mraza pride do povečane presnove, tudi ko ni gibanja mišic.
Znatna količina toplote nastaja tudi v trebušnih organih – v jetrih in ledvicah. To lahko opazimo z merjenjem temperature krvi, ki teče v in iz jeter. Izkazalo se je, da je temperatura iztekajoče krvi višja od temperature dotekajoče krvi. Posledično je kri med pretokom skozi jetra postala toplejša.
Ko se temperatura zraka dvigne, se proizvodnja toplote v telesu zmanjša.
Fizična termoregulacija. Ko se temperatura okolice poveča ali zniža, ne pride le do spremembe oksidacijskih procesov, to je nastajanja toplote, temveč tudi do prenosa toplote, pri znižanju temperature pa se prenos toplote zmanjša, pri povečanju pa se poveča.
Telo oddaja toploto predvsem s prevajanjem in sevanjem, le delno pa na druge načine. Tako je prenos toplote s prevodom 31% celotne toplote, proizvedene v telesu, s sevanjem - 44%, z izhlapevanjem vode s kožo se izgubi 10%, z izhlapevanjem vode s pljuči - 12%, 3% toplote se porabi za ogrevanje vdihanega zraka ter izločenega urina in blata.
S prevajanjem telo izgublja toploto s segrevanjem okoliškega zraka in predmetov, s katerimi prihaja v stik. Drug način prenosa toplote je toplotno sevanje. V tem primeru se zgodi
segrevanje predmetov, ki se nahajajo na določeni razdalji od telesa.
Kako pride do spremembe prenosa toplote? Širjenje in krčenje kožnih krvnih žil ima pomembno vlogo pri prenosu toplote. Vsi vedo, da v hladnem, zmrznjenem zraku človekova koža postane bleda, ko je zrak segret in vroč, pa postane rdeča.
Sprememba barve kože je posledica dejstva, da se pod vplivom mraza krvne žile, predvsem arteriole, zožijo. Posledično se zmanjša dotok krvi na površino telesa, posledično pa se zmanjša prenos toplote s prevajanjem in sevanjem.
Pod vplivom toplote se krvne žile kože razširijo, kri obilno priteče na površino telesa, kar poveča prevajanje in sevanje toplote. Na ta način se toplota oddaja v okolje šele, ko je temperatura zraka nižja od telesne. Manjša kot je razlika med temperaturo kože in temperaturo zraka, manj toplote se sprosti v okolje. V tem primeru ima znojenje pomembno vlogo. Ko 1 g znoja izhlapi, se izgubi 0,58 kcal. Ker potenje in izhlapevanje poteka neprekinjeno pri kateri koli temperaturi, je število kalorij, ki jih človek izgubi, odvisno od intenzivnosti potenja. Pri povprečni temperaturi človek izgubi približno 800 ml znoja na dan. Izguba te količine znoja porabi 450-500 kcal. Ko se temperatura dvigne, se proizvodnja znoja poveča in včasih doseže več litrov.
Največ znoja nastane v primerih, ko je temperatura zraka enaka ali višja od telesne temperature. V teh pogojih je prenos toplote s sevanjem nemogoč, zato se porablja predvsem s potenjem.
V vročih deželah ali vročih prostorih, kjer je temperatura zraka 37°C ali nekoliko višja, se toplota sprošča le z izhlapevanjem. Hkrati oseba čez dan proizvede do 4,5 litra znoja, kar zagotavlja vrnitev 2400-2800 kcal.
Med fizičnim delom se izgubi velika količina znoja, in to pri kateri koli temperaturi. Ocenjuje se, da pri posebej težkem delu človek izgubi do 9 litrov znoja na dan in tako z izhlapevanjem odda do 5000 kcal.
Potenje je v veliki meri odvisno od nasičenosti zraka z vodno paro. Pri enakih temperaturnih pogojih je v pogojih nizke vsebnosti vodne pare v zraku zagotovljeno večje izhlapevanje znoja in s tem večje izgube toplote. Zato toploto zlahka prenašamo na mestih, kjer je zrak bolj suh.
Izhlapevanje znoja preprečujemo z neprepustnimi oblačili (guma, protiobčutljivostna obleka ipd.). Človek, ki nosi takšna oblačila, se poti tudi v mrazu, saj se okoli njega ustvarja stalen sloj zraka, ki se zaradi pomanjkanja zračenja ne obnavlja. Ta plast zraka je nasičena s paro, ki preprečuje nadaljnje izhlapevanje znoja. Zato je dolgotrajno bivanje v teh oblekah nemogoče, saj povzroča zvišanje telesne temperature.
V vročih deželah, vročih delavnicah in med dolgimi pohodi človek izgubi veliko količino znoja. Žeja se pojavi, vendar je voda ne poteši; nasprotno, več vode kot človek popije, bolj se poti in močnejša postane njegova žeja.
Hkrati z znojem se izgubljajo soli, zato je treba nadomestiti ne samo izgubo vode, ampak tudi izgubo soli. V ta namen pitni vodi dodamo 0,5 % kuhinjske soli. To rahlo osoljeno vodo dajemo v vročih trgovinah, med dolgimi pohodi itd. Odžeja in izboljša počutje.
Dihanje igra določeno vlogo pri prenosu toplote. Toplota se porabi za izhlapevanje vode v pljučih in deloma za segrevanje vdihanega zraka. V mrazu pride do refleksne upočasnitve dihanja, pri visokih temperaturah pa se dihanje pogosteje pojavi tako imenovana termična zasoplost.
Za boljši prenos toplote je kroženje zraka velikega pomena. Ko se zrak giblje, se ob telesu ne ustvarja stalna plast segretega in s paro nasičenega zraka. To je pomen ventilatorjev, pihanja itd. Oblačila ustvarjajo nepremično plast zraka in s tem ovirajo prenos toplote.
Podkožna maščoba preprečuje prenos toplote. Debelejša kot je plast maščobe, slabše se izvaja. Zato ljudje z debelo plastjo maščobe v podkožju lažje prenašajo mraz kot suhi ljudje.
Temperatura človeškega telesa je konstantna. Izmeri se v pazduhi ali danki (pri dojenčkih). Povprečna temperatura v pazduhi se giblje od 36,5-36,9 ° C, v rektumu - nekoliko višja (37,2-37,5 C). Temperatura notranjih organov je višja od povprečne telesne temperature, na primer temperatura jeter je 38-38,5°C. Temperatura človeškega telesa niha čez dan. Najnižja je pri 3-4 urah
noči, nato postopoma narašča, doseže najvišjo točko ob 16:00 in začne spet upadati. Temperaturna nihanja se pojavljajo znotraj 0,5°C od povprečne vrednosti.
Med mišičnim delom lahko telesna temperatura močno naraste in doseže 38-39 °C ali celo 40 °C. Po prenehanju dela hitro pade in doseže normalno vrednost.
Konstantnost telesne temperature vzdržujeta dva že opisana mehanizma: kemična in fizikalna termoregulacija. Vendar pa so zmožnosti človeškega telesa omejene in pod nekaterimi pogoji so ti mehanizmi nezadostni. Nato je konstantnost temperature porušena in opazimo njeno povečanje ali znižanje. Povišanje temperature nad normalno se imenuje vročina. Vročina se lahko pojavi, ker se proizvodnja toplote poveča brez sprememb v prenosu toplote ali, nasprotno, proizvodnja toplote ostane nespremenjena, prenos toplote pa se zmanjša.
Znižanje temperature na 32-33 ° C, pa tudi zvišanje nad 42-43 ° C vodi v smrt.
Centri za termoregulacijo. Center za termoregulacijo, imenovan toplotni center, se nahaja v diencefalonu. Njegovo delovanje določata dva dejavnika: temperatura krvi in ​​refleksni učinki. Če se temperatura krvi, ki opere diencefalon, poveča, se vzbuja center termoregulacije in v telesni aktivnosti pride do sprememb, ki prispevajo k njenemu zmanjšanju. Ko se temperatura krvi zniža, center za nastajanje toplote reagira tako, da se poveča intenzivnost procesov, ki prispevajo k zvišanju temperature.
Druga metoda vzbujanja so refleksni učinki. Pri izpostavljenosti temperaturnim nihanjem na človeški koži pride do vzbujanja v receptorjih, ki vstopi v termalni center. Od tam gredo impulzi do organov, povezanih s proizvodnjo toplote (mišice, jetra itd.) in prenosom toplote, ter povzročijo spremembo njihove dejavnosti. Vzbujanje iz centrov termoregulacije do organov za proizvodnjo in prenos toplote se prenaša skozi simpatični živčni sistem.
Možganska skorja ima izjemno pomembno vlogo pri termoregulaciji. V normalnih pogojih je proces nastajanja in prenosa toplote pod njegovim vplivom.
Toplotno udobna temperatura za človeka v zraku je običajno +19 ° C, v vodi - +34 ° C. Pri takih temperaturah se sistem termoregulacije ne vklopi.
Za vzdrževanje konstantne telesne temperature 36,6°C mora človek porabiti 200 kcal na dan.
Znižanje telesne temperature celo za 0,1 ° vodi do zmanjšanja imunosti.
Ohladitve v naravi so običajno zelo ostre. Da bi varno prestal podnebna »presenečenja«, se mora človek utrditi.
Kot veste, obstajajo tri stopnje odziva telesa na dražljaje različnih moči: trening, aktivacija in stres. Izjemen mraz pomeni stres, tudi psihični. Če se vnaprej bojite hipotermije, zmrznete in se zavežete dolgo, preden greste ven na mraz, potem morate nujno utrditi ne le telo, ampak tudi živce. Eksperiment preživetja je pokazal, da ljudje praviloma ne umrejo zaradi mraza, ampak zaradi strahu pred njim.
Razpoloženje za utrjevanje postavlja človeku strateško nalogo: spoprijateljiti se z mrazom za vse življenje. "Meja užitka" vam omogoča, da rešite taktični problem: dozirajte mraz ali toploto. Če strategija spodbuja kaljenje, potem taktika nadzoruje obremenitev med kaljenjem. Poleg tega to počne v skladu z individualnimi fiziološkimi značilnostmi telesa in seveda ob upoštevanju posebnih podnebnih razmer.
Potreba po psihološkem odnosu do utrjevanja in zanimanju zanj je najpomembnejše načelo. Ne bi smeli izgubljati časa s tem.
Bistvo utrjevanja je urjenje termoregulacijskih procesov, ki vključujejo proizvodnjo in prenos toplote. Hlajenje spodbuja na eni strani povečanje proizvodnje toplote v telesu, na drugi strani pa željo, da bi jo ohranili in ne oddali. Trening uči telo, da jasno reagira na mraz, da se hitro in aktivno odzove na nizke okoljske temperature s povečano proizvodnjo toplote in zmanjšanim prenosom toplote. Tako se kljub mrazu ohranja normalna telesna temperatura. Pri neotrdeli osebi mehanizmi termoregulacije delujejo manj učinkovito, telesna temperatura se zniža, kar povzroči oslabitev imunske obrambe in povečano aktivnost patogenih mikroorganizmov. Posledica tega so prehladi, gripe ipd., ki ne le onemogočajo delovne sposobnosti, ampak tudi kopičijo škodljive učinke, kar neizogibno spodkopava celoten potencial telesa in zmanjšuje njegovo vitalnost.

Nastajanje toplote ali produkcija toplote je določena z intenzivnostjo metabolizma. Regulacija proizvodnje toplote s povečanjem ali zmanjšanjem metabolizma se imenuje kemična termoregulacija.

Toplota, ki jo proizvaja telo, se nenehno sprošča v zunanje okolje, ki ga obkroža. Če prenosa toplote ne bi bilo, bi telo umrlo zaradi pregretja. Prenos toplote se lahko poveča in zmanjša. Regulacija prenosa toplote s spreminjanjem fizioloških funkcij, ki ga izvajajo, se imenuje fizična termoregulacija.

Količina proizvedene toplote v telesu je odvisna od stopnje presnove v organih, ki jo določa trofična funkcija živčnega sistema. Največ toplote nastane v organih z intenzivno presnovo - v skeletnih mišicah in žlezah, predvsem v jetrih in ledvicah. Najmanj toplote se sprosti v kosteh, hrustancu in vezivnem tkivu.

Ko se temperatura okolja poveča, se proizvodnja toplote zmanjša, ko se zniža, pa se poveča. Posledično obstaja obratno sorazmerno razmerje med temperaturo okolja in proizvodnjo toplote. Poleti se proizvodnja toplote zmanjša, pozimi pa poveča.

Razmerje med proizvodnjo in prenosom toplote je odvisno od temperature okolja. V okolju 15-25°C je nastajanje toplote v mirovanju v oblačilih na enaki ravni in je uravnoteženo s prenosom toplote (območje brezbrižnosti). Ko je temperatura okolice nižja od 15 °C, se pod enakimi pogoji proizvodnja toplote poveča pri 0 °C in se postopoma zmanjša do 15 °C (spodnja cona povečanega metabolizma). Če je temperatura okolja 25-35 °C, se metabolizem nekoliko zmanjša (območje nizkega metabolizma) in termoregulacija se ohrani. Ko se temperatura okolice dvigne nad 35°C, pride do motenj termoregulacije, povišanja metabolizma in telesne temperature (zgornje območje povečanega metabolizma, območje pregrevanja). Posledično zvišanje temperature zunanjega okolja ali segrevanje telesa zmanjša nastajanje toplote le na določeno raven pri določeni temperaturi zunanjega okolja. Ta temperatura se imenuje kritična, saj njeno nadaljnje zvišanje ne vodi do znižanja, temveč do povečanja proizvodnje toplote in povečanja telesne temperature. Na enak način med hlajenjem obstaja kritična temperatura zunanjega okolja, pod katero se proizvodnja toplote začne zmanjševati.

Pri počitku mišic je povečanje proizvodnje toplote pri ohlajanju telesa nepomembno.

Zlasti znatno povečanje proizvodnje toplote pri nizkih temperaturah okolja opazimo med tresenjem in mišičnim delom. Nepravilne, majhne mišične kontrakcije - tresenje in povečani gibi, ki jih oseba naredi v mrazu, da se ogreje in znebi mrzlice ali tresenja, poveča trofične funkcije, znatno poveča metabolizem in proizvodnjo toplote. Proizvodnja toplote se nekoliko poveča tudi pri kurji koži – krčenju mišic lasnih mešičkov.

Upoštevati je treba, da hoja poveča proizvodnjo toplote za skoraj 2-krat, hiter tek pa lahko poveča telesno temperaturo za nekaj desetink stopinje, povišanje temperature med delom pa pospeši oksidativne procese in s tem; prispeva k oksidaciji produktov razgradnje beljakovin. Pri dolgotrajnem intenzivnem delu pri temperaturi okolice nad 25°C pa se telesna temperatura lahko poveča za 1-1,5°C, kar že povzroči spremembe in motnje vitalnih funkcij. Ko se med mišičnim delom pri visoki temperaturi okolja telesna temperatura dvigne nad 39 °C, lahko pride do vročinske kapi. Mišice prispevajo 65-75 % toplote, pri intenzivnem delu pa celo 90 %.

Preostala toplota nastaja v žleznih organih, predvsem v jetrih.

Telo v mirovanju nenehno izgublja toploto: 1) s toplotnim sevanjem ali prenosom toplote s kože na okoliški zrak; 2) prevajanje toplote ali neposredni prenos toplote na tiste predmete, ki pridejo v stik s kožo; 3) izhlapevanje s površine kože in pljuč.

V stanju mirovanja odda 70-80 % toplote v okolje koža s toplotnim sevanjem in prevajanjem toplote, približno 20 % pa z izhlapevanjem vode v koži (potenje) in v pljučih. Prenos toplote s segrevanjem izdihanega zraka, urina in blata je zanemarljiv, predstavlja 1,5-3% celotnega prenosa toplote.

Med mišičnim delom se sproščanje toplote z izhlapevanjem močno poveča (pri ljudeh predvsem s potenjem) in doseže 90% celotne dnevne toplote.

Prenos toplote s toplotnim sevanjem in prevajanje toplote je odvisen od temperaturne razlike med kožo in okoljem. Višja kot je temperatura kože, večji je prenos toplote po teh poteh. Temperatura kože je odvisna od pretoka krvi v njej. Ko se temperatura okolja poveča, arteriole in kapilare kože. Ker pa se razlika v temperaturi kože zmanjša, je absolutna vrednost prenosa toplote pri visokih temperaturah okolja manjša kot pri nizkih.

Ko temperaturo kože primerjamo s temperaturo okolja, se prenos toplote ustavi. Z nadaljnjim zvišanjem temperature okolja koža ne le ne izgubi toplote, ampak se tudi sama segreje. V tem primeru ni prenosa toplote s toplotnim sevanjem in prenosa toplote in se ohrani le prenos toplote z izhlapevanjem.

Nasprotno, v mrazu se arteriole in kapilare kože zožijo, koža postane bleda, količina krvi, ki teče skozi psa, se zmanjša, temperatura kože pade, temperaturna razlika med kožo in okoljem se zgladi, in prenos toplote se zmanjša.

Človek zmanjša prenos toplote z umetnimi oblogami (spodnje perilo, oblačila itd.). Več zraka kot je v teh pokrovih, lažje zadržujejo toploto.

Regulacija prenosa toplote z izhlapevanjem vode ima pomembno vlogo, zlasti med mišičnim delom in znatnim zvišanjem temperature okolja. Pri izhlapevanju 1 dm 3 vode s površine kože ali sluznice telo izgubi 2428,4 kJ.

Do izgube vode iz kože pride zaradi prodiranja vode iz globokih tkiv na površino kože in predvsem zaradi delovanja žlez znojnic. Pri povprečni temperaturi okolja izgubi odrasel človek dnevno 1674,8-2093,5 kJ z izhlapevanjem iz kože.

Zaradi močnega povečanja potenja z naraščajočo temperaturo okolja in med mišičnim delom se znatno poveča tudi prenos toplote, čeprav ves znoj ne izhlapi.

Velike izgube znoja spremljajo izgube velikih količin mineralnih soli, saj je vsebnost samo kuhinjske soli v znoju 0,3-0,6 %. Z izgubo 5-10 dm3 potu se izgubi 25-30 gramov kuhinjske soli. Če torej žejo, ki nastane zaradi obilnega znojenja, potešimo z vodo, pride do hudih motenj zaradi izgube znatnih količin soli (konvulzije itd.). Že z izgubo 2 dm 3 znoja pride do pomanjkanja soli v telesu. Te izgube se nadomestijo s pitjem vode, ki vsebuje 0,5-0,6% kuhinjske soli, ki jo je priporočljivo piti ob obilnem, dolgotrajnem potenju.

Izhlapevanje vode nenehno poteka s površine pljuč. Izdihani zrak je nasičen z vodno paro za 95-98% in zato bolj ko je vdihani zrak suh, več toplote se oddaja z izhlapevanjem iz pljuč. V normalnih pogojih pljuča vsak dan izhlapijo 300-400 cm 3 vode, kar ustreza 732,7-962,9 kJ. Pri visokih temperaturah dihanje postane pogostejše, v mrazu pa redko. Izhlapevanje vode s površine kože in pljuč postane edini način prenosa toplote, ko temperatura zraka doseže telesno temperaturo. V teh pogojih v mirovanju izhlapi več kot 100 cm 3 znoja na uro, kar vam omogoča, da sprostite približno 251,2 kJ na uro.

Izhlapevanje vode s površine kože in pljuč je odvisno od relativne vlažnosti zraka. Ustavi se v zraku, nasičenem z vodno paro. Zato je bivanje v vlažnem vročem zraku, kot je kopalnica, težko prenašati. Človek se slabo počuti v vlažnem zraku tudi pri razmeroma nizki temperaturi okolja - pri 30°C. Usnjena in gumijasta oblačila slabo prenašajo, saj so neprepustna in onemogočajo izhlapevanje znoja, zato se znoj nabira pod takimi oblačili. Pri visokih temperaturah zraka in delu mišic v usnjenih in gumijastih oblačilih se človekova telesna temperatura dvigne.

Še posebej nevarno je pregrevanje človeka v prostoru, nasičenem z vodno paro, saj se tako ne more znebiti odvečne toplote na najučinkovitejši način – izhlapevanje.

Nasprotno, v suhem zraku človek razmeroma zlahka prenese veliko višjo temperaturo kot v vlažnem zraku.

Gibanje zraka je zelo pomembno za povečanje prenosa toplote s toplotnim sevanjem, prevajanjem toplote in izhlapevanjem. Povečanje hitrosti gibanja zraka poveča prenos toplote. V prepihu in vetru se toplotne izgube močno povečajo. Če pa ima okoliški zrak visoko temperaturo in je nasičen z vodno paro, se gibanje zraka ne ohladi. Posledično fizično termoregulacijo zagotavljajo: 1) srčno-žilni sistem, ki določa dotok in odtok krvi v krvnih žilah kože in posledično količino toplote, ki jo koža oddaja okolju; 2) dihalni sistem, tj. spremembe v pljučni ventilaciji; 3) spremembe v delovanju žlez znojnic.

Prenos toplote uravnavajo živčni sistem in hormoni. Bistveni so pogojni refleksi na okolja, v katerih je bilo telo večkrat segreto ali ohlajeno.

Spremembe v delovanju srčno-žilnega sistema, dihanja in znojnic se refleksno uravnavajo z draženjem zunanjih čutnih organov in predvsem z draženjem kožnih receptorjev s spremembami zunanje temperature, pa tudi z draženjem živčnih končičev notranjih organov z nihanjem temperature v notranjosti. telo. Fiziološke mehanizme fizične termoregulacije izvajajo možganske hemisfere, vmesna, podolgovata medula in hrbtenjača.

Prenos toplote se spremeni, ko vstopijo hormoni, kar spremeni funkcije organov, ki sodelujejo pri fizični termoregulaciji.

TOPLOKRVNE IN HLADNOKRVNE ŽIVALI

V procesu evolucijskega razvoja so sesalci, ptice in ljudje razvili sposobnost nenehnega vzdrževanja enake telesne temperature. Ne glede na temperaturo zunanjega okolja, to je tako v vročini kot v mrazu, se telesna temperatura te skupine živali in ljudi ne spreminja, ampak se ohranja na enaki ravni. Ta zmožnost vzdrževanja stalne temperature ustvarja bolj stalne pogoje, pomembne za normalno delovanje telesa in ga naredi relativno manj odvisno od okoljskih razmer.

Živali, katerih telesa zaradi prisotnosti številnih prilagoditev ohranjajo konstantno temperaturo, se imenujejo toplokrvne (homeotermne). Tudi ljudje smo toplokrvni.

Nevretenčarji in velik del vretenčarjev nimajo stalne temperature. Telesna temperatura teh živali je odvisna od temperature okolja, kjer se nahajajo. Če se temperatura okolja zniža, se telesna temperatura teh živali zniža, in, nasprotno, zvišanje temperature okolja povzroči zvišanje telesne temperature teh živali. To skupino živali imenujemo hladnokrvne (poikilotermne). Njihovo telo je prikrajšano za naprave, ki bi omogočale uravnavanje lastne temperature.

Intenzivnost življenjskih procesov, ki se pojavljajo v telesu teh živali, je podvržena nihanjem in je odvisna od temperature okolja. Pomen te okoliščine lahko ponazorimo na primeru žabe: pozimi, ko je njena telesna temperatura blizu 0 °, skoči na razdaljo 10-15 cm; poleti, ko se njena telesna temperatura dvigne na 20-25°, njeni skoki presežejo celo 100 cm.

Tvorjenje TOPLOTE V TELESU

Toplota v telesu nastane kot posledica oksidacije hranil do njihovih končnih produktov razgradnje. Kraj, kjer se v glavnem pojavlja toplota, jemišice. Tvorba toplote se pojavi v mišicah tudi, ko je oseba v popolnem mirovanju. Že manjši premiki mišic prispevajo k večji toploti, pri hoji pa se toplota poveča za 60-80%. Med mišičnim delom se proizvodnja toplote poveča 4-5 krat. Poleg skeletnih mišic se toplota proizvaja v jetrih, ledvicah in drugih organih. Temperatura jeter je najvišja. V primerjavi z drugimi organi (na enoto teže) se v njem ustvari več toplote.

Nastajanje toplote v telesu spremlja njeno sproščanje. Telo izgubi toliko toplote, kot jo proizvede. Toplota ne ostane v človeškem telesu, sicer bi umrl v nekaj urah.

Te zapletene procese uravnavanja tvorbe in sproščanja toplote v telesu imenujemo termoregulacija in jih izvajajo številni prilagoditveni mehanizmi.na katero bomo prešli.

REGULACIJA PROIZVODNJE IN PRENOSA TOPLOTE

Telesna temperatura ostaja konstantna zaradi dejstva, da osrednje živčevje preko številnih mehanizmov v telesu uravnava tako nastajanje kot oddajanje toplote.

V celicah in organih našega telesa potekajo oksidativni procesi, ki jih spremlja sproščanje energije. Sprememba intenzivnosti oksidativnih procesov in s tem intenzivnosti sproščanja energije povzroči spremembo nastajanja toplote.

Toploto telo porablja na različne načine. Glavni načini prenosa toplote so: izguba toplote s prevajanjem, to je segrevanjem, okoliškega zraka in sevanjem; poleg tega se toplota porablja z izdihanim zrakom, z izhlapevanjem znoja itd.

Posledično telesna temperatura toplokrvnih živali ostane konstantna zaradi dejstva, da živčni sistem uravnava na eni strani intenzivnost oksidativnih procesov, to je nastajanje toplote, in na drugi strani intenzivnost prenosa toplote. Ti medsebojno povezani procesi, imenovani kemična in fizikalna termoregulacija, so posledica delovanja centralnega živčnega sistema.

Kemična termoregulacija. Kemično termoregulacijo razumemo kot spremembo hitrosti presnove, ki nastane pod vplivom okolja. Spremembe temperature okolja zazna kožaIntenzivnost metabolizma, to je nastajanja toplote, se spreminja refleksno in receptorsko. Obstaja na primer določena povezava med temperaturo zraka in presnovo v telesu. Tako se z znižanjem temperature zraka poveča tvorba toplote v telesu.

Največ toplote nastane v mišicah. Eden od adaptivnih mehanizmov je tresenje mišic, ki se pojavi na mrazu. Drhtenje, ki se pojavi pri ohlajanju telesa, je posledica refleksa. Ko temperatura okolja pade, so kožni receptorji, ki zaznavajo temperaturno stimulacijo, razdraženi; v njih nastane vzbujanje, ki gre v centralni živčni sistem in od tam v mišice, kar povzroča periodične kontrakcije.

Tako sta tresenje in mrzlica, ki ju doživljamo v mrzli sezoni ali v hladnem prostoru, refleksna dejanja, ki prispevata k povečani presnovi in ​​posledično povečanemu nastajanju toplote.

Pod vplivom mraza pride do povečane presnove, tudi ko ni gibanja mišic. To se je pokazalo eksperimentalno, ko je bila žival ohlajena. Izkazalo se je, da če žival ohladimo, se ta okrepi ne glede na to, ali se pojavi tresenje ali ne.

Znatna količina toplote nastaja tudi v trebušnih organih – jetrih in ledvicah. To lahko spremljamo z merjenjem temperature krvi, ki teče v jetra, in temperature krvi, ki teče ven. Izkazalo se je, da je temperatura iztekajoče krvi višja od temperature dotekajoče krvi. Posledično se je segrelo, ko je teklo skozi jetra

Ko se temperatura zraka dvigne, se proizvodnja toplote v telesu zmanjša.

Članek na temo Nastajanje in oddajanje telesne toplote

10. avgust 2017

Ravno pred dnevi, ko sem ležal z vročino, sem se spraševal ne le o vprašanju, ampak tudi, na primer, zakaj je človeku med boleznijo bodisi vroče ali hladno.

Ko sem se poglobil v to problematiko, sem se naučil veliko novega zase ...

Kemične reakcije v telesu proizvajajo toploto, ko se hrana razgradi. Kri prenaša to toploto in na poti neguje telesne celice, odnaša razpadne produkte in odpadne produkte, ki se čistijo v ledvicah in jetrih.

Vse kemične reakcije v telesu (tudi depresija) proizvajajo toploto. Zaradi sproščanja te toplote se kri segreje, kar povzroči segrevanje celotnega telesa na temperaturo 36,6. Ko pa je človek bolan, se intenzivnost kemičnih reakcij v telesu poveča, saj se telo bori z okužbo (škodljivimi bakterijami) in temperatura se dvigne.

Energetski procesi potekajo v vsaki celici telesa, to pomeni, da v telesu ni ločenega grelnega organa. V krvnih celicah se dogajajo tudi procesi, ki sproščajo toploto.
Kri se segreva, ko kroži po organih in tkivih človeškega telesa. In človeško telo se segreje zaradi eksotermnih reakcij, ki se v njih nenehno pojavljajo. Te reakcije se pojavljajo v vseh organih in tkivih, vendar ne z enako intenzivnostjo.

V tkivih in organih, ki opravljajo aktivno delo - mišično tkivo, jetra, ledvice - se sprosti večja količina toplote kot v manj aktivnih - vezivno tkivo, kosti, hrustanec.

Tako imajo jetra, ki se nahajajo globoko v telesu in proizvajajo večjo toploto, pri ljudeh višjo in stalno temperaturo (37,8-38 °C) v primerjavi s kožo, katere temperatura je precej nižja (na območjih, pokritih z oblačili 29,5 °C). -33,9 °C) in je v veliki meri odvisna od okolja. Tako lahko jetra upravičeno veljamo za najbolj vroč organ.

Kri, ki kroži v tkivih, se v aktivnih tkivih segreva (s tem jih ohlaja) in ohlaja v koži (hkrati jo segreva). To je prenos toplote.
Človek se segreje s kemično reakcijo oksidacije glukoze s kisikom v zraku v celicah telesa. In kri le bolj ali manj enakomerno prenaša toploto po telesu. In telesna temperatura se ohranja konstantna zaradi prenosa toplote: toplota se izgubi s toplim izdihanim zrakom, skozi površino celotnega telesa - v zrak, z izhlapevanjem znoja.

Poseben sistem termoregulacije skrbi za ravnovesje pridobivanja in izgube toplote.

Če je telesna temperatura pod 36-37 stopinj, se bodo vitalni procesi začeli upočasnjevati, če je nad 40, se bodo beljakovine začele koagulirati (ste videli, kaj se zgodi z mesom, prelitim z vrelo vodo?). Hipotalamus je odgovoren za termoregulacijo (to je kot termostat).
Vir toplote v telesu so vsa tkiva. Kri, ki teče skozi tkivo, se segreje. Jetra in skeletne mišice oddajajo krvi več toplote kot drugi organi. Zvišanje temperature okolja povzroči refleksno zmanjšanje metabolizma, zato se proizvodnja toplote v telesu zmanjša. Znižanje temperature okolja povzroči refleksno povečanje metabolizma in povečano proizvodnjo toplote. Proizvodnja toplote se poveča tudi z mišično aktivnostjo. Nehoteno krčenje mišic (drgetanje) je glavna oblika povečane proizvodnje toplote.

Prenos toplote poteka na več načinov:


  1. Z njegovim prevajanjem se segrejejo zrak in okoliški predmeti, ki so v stiku s toploto.

  2. S sevanjem – segreto telo oddaja toploto (v obliki infrardečih žarkov).

  3. Z izhlapevanjem – voda in znoj izhlapevata s površine kože.

Regulacija konstantnosti telesne temperature se izvaja nevrohumoralno.

Nihanja temperature okolja zaznavajo posebni receptorji - termoreceptorji. Veliko jih je v koži, ustni sluznici in zgornjih dihalnih poteh. Kožni termoreceptorji so zelo občutljivi na nihanja temperature okolja; V njih nastanejo živčni impulzi, ki vstopajo v hrbtenjačo vzdolž aferentnih (centripetalnih) živčnih vlaken. Po poteh živčni impulz doseže talamus, hipotalamus in možgansko skorjo.

Center za termoregulacijo se nahaja v hipotalamusu. Nevroni hipotalamusa se vzbujajo pod vplivom živčnih impulzov, prejetih iz termoreceptorjev. Iz središča termoregulacije bodo živčni impulzi vzdolž eferentnih (centrifugalnih) živčnih vlaken šli v mišice, krvne žile (kožne žile se zožujejo ali širijo) in v žleze znojnice.

Humoralna regulacija (hormonska)


  1. Hormoni ščitnice, nadledvične žleze in trebušne slinavke pospešujejo oksidativne procese, tj. poveča metabolizem in telesno temperaturo.

  2. Hipofiza zavira izločanje ščitničnih hormonov, tj. zmanjša metabolizem in telesno temperaturo.

Telesna temperatura vsakega človeka čez dan rahlo niha in pri zdravem človeku ostane v območju od 35,5 do 37,0 °C. Po cirkadianem ritmu opazimo najnižjo telesno temperaturo zjutraj, okoli 6. ure, najvišjo vrednost pa dosežemo zvečer.

Tako kot mnogi drugi bioritmi tudi temperatura sledi dnevnemu ciklu Sonca in ne ravni naše aktivnosti. Ljudje, ki delajo ponoči in spijo podnevi, imajo enak temperaturni cikel kot drugi.

Temperatura pod 35 °C kaže na resno bolezen (običajno posledica izpostavljenosti sevanju). Žrtve hipotermije zapadejo v stupor, če njihova telesna temperatura pade na 32,2 °C, večina izgubi zavest pri 29,5 °C in umre pod 26,5 °C. Rekord preživetja pri hipotermiji je 14,2 °C, v eksperimentalnih študijah pa 8,8 °C.

Na temperaturo vplivata spol in starost. Pri deklicah se telesna temperatura stabilizira pri 13-14 letih, pri dečkih pa pri približno 18 letih. Povprečna telesna temperatura moških je približno 0,5–0,7 °C nižja kot pri ženskah.

Številne bolezni endokrinega sistema in možganski tumorji, ki prizadenejo regijo hipotalamusa, povzročajo izrazite in pogosto vztrajne motnje termoregulacije. Na primer, tirotoksična kriza (ki jo spremlja močno sproščanje hormonov T3 in T4 v kri) vodi do močnega zvišanja telesne temperature, ki pogosto preseže kritično raven in povzroči smrt bolnika.

Organizmi imajo poseben odziv na vstop tujkov v notranje okolje – vročino. Vročina je stanje telesa, pri katerem center za termoregulacijo spodbuja zvišanje telesne temperature. To se doseže s ponovno vzpostavitvijo mehanizma "nastavljene točke" na višjo regulacijsko temperaturo od običajne.

Kakšna temperatura se torej šteje za normalno? Splošno sprejeto je, da je temperatura človeškega telesa natančno 36,6 stopinj. Dovoljeno je rahlo odstopanje v eno ali drugo smer.

Glede na stanje osebe, okoliške podnebne razmere in čas dneva ter druge parametre lahko telesna temperatura znaša od 35,5 do 37,4 stopinj. Omeniti velja, da je povprečna temperatura žensk višja v primerjavi z moškimi - za 0,5 stopinje.

V pazduhi mora biti telesna temperatura 36,3-36,9, v ustih - 36,8-37,3, v danki 37,3-37,7 in to je normalna temperatura.
Zanimiva točka je, da se lahko povprečna telesna temperatura razlikuje glede na narodnost. Na primer, za Japonce je povprečje 36 stopinj, za Avstralce pa 37.

Čez dan lahko človekova telesna temperatura niha za približno eno stopinjo. Najnižja telesna temperatura se pojavi zjutraj, najvišja pa zvečer.
Pri ženskah lahko telesna temperatura niha glede na menstrualni ciklus. Obstajajo ljudje, za katere je temperatura 38 normalna in ni simptom razvoja bolezni.

Vsak organ v človeškem telesu ima tudi svojo temperaturo.
Za pravilno merjenje temperature v pazduhi morate upoštevati ta priporočila:


  1. Prepričajte se, da je pazduha suha.

  2. Vzemite termometer, ga obrišite s suho krpo, lahko ga znižate na 35.

  3. Postavite ga v pazduho, tako da je konica, napolnjena z živim srebrom, v tesnem stiku s telesom.

  4. Držite vsaj 10 minut.

  5. Lahko ocenite rezultat.

Kako pravilno izmeriti temperaturo v ustih:


  • Preden izmerite temperaturo v ustih, morate počivati ​​približno pet minut.

  • Če imate v ustih zobne proteze, jih odstranite.

  • Če je termometer navaden, ga obrišite do suhega in položite pod jezik na obeh straneh.

  • Zaprite usta in počakajte 4 minute.

In kaj je vročina - občutek prekomerne vročine, običajno povezan s povišanjem telesne temperature človeka. Lahko je tudi posledica funkcionalnih sprememb živčevja, hiperemije in povečane presnove v tkivih. To je eden od simptomov vročine.
Vročina je praviloma zvišanje normalne telesne temperature za 1° ali več stopinj Celzija, povezano z mrzlico in potenjem (pri temperaturah nad 40° - delirij). Previsoka telesna temperatura za več kot 5,5°C lahko povzroči trajne poškodbe možganov. Obstaja hipoteza, da tako povišanje telesne temperature zavira razmnoževanje patogenih mikroorganizmov in skupaj s povečanjem intenzivnosti biokemičnih procesov poveča odpornost telesa.

Odvisno od vzrokov, ki povzročajo zvišanje temperature, lahko hipotalamus deluje tako, da jo poveča in zmanjša. Z močnim zvišanjem telesne temperature je metabolizem v telesu moten, saj je moteno delovanje encimov.
Na splošno se zdravi z antipiretiki (kot so acetilsalicilna kislina, dipiron, paracetamol), hladnimi obkladki in počitkom v postelji.

Poleg povišane telesne temperature se pojavi tudi mrzlica, vendar je to drugačna reakcija. Mrzlica je občutek mraza, ki ga povzroča krč površinskih (kožnih) krvnih žil, ki ga spremljajo tresenje mišic (predvsem žvečilnih mišic, nato mišice ramenskega obroča, hrbta in okončin) in krči kožnih mišic ("gosje" izbokline«).

Mrzlica se pogosto pojavi med hipotermijo, pa tudi ob pojavu vročine zaradi okužb, poškodb in drugih bolezni. Med mrzlico se telesna predaja toplote v zunanje okolje zmanjša, njena proizvodnja pa se poveča (zaradi mišičnih kontrakcij), kar vodi do povišanja telesne temperature, po kateri se mrzlica običajno konča.

Mrzlica se pojavi tudi na vrhuncu vročine, če telesna temperatura močno niha. Toda najpogosteje kot posledica akutnega razvoja febrilne reakcije med infekcijskimi, avtoimunskimi, alergijskimi procesi ali kot odziv na parenteralno (ne skozi želodec, na primer intravensko in intramuskularno) vnos v telo tujih beljakovin, mukopolisaharidnih kompleksov in druge pirogene snovi med zdravljenjem bolnika (na primer med transfuzijo krvi, dajanjem pirogenala).

Za razliko od mrzlice je mrzlica, ki jo lahko opazimo na primer pri nevrozah, le subjektiven občutek. Pri zdravem človeku se mrzlica pojavi ob izpostavljenosti mrazu kot normalna zaščitna reakcija telesa. Pri lahko razburljivih ljudeh se mrzlica lahko pojavi tudi ob močnem vznemirjenju ali strahu.


Viri:

ustvarjanje toplote

Človekove življenjske procese spremlja nenehno nastajanje toplote v telesu in prenos toplote v okolje.

Človeški organizem je samoregulacijski sistem, katerega fiziološki mehanizem je za vzdrževanje stalne telesne temperature usmerjen v to, da količina proizvedene toplote ustreza proizvodnja toplote) količina toplote, oddane zunanjemu okolju ( prenos toplote) . V normalnih pogojih proizvodnja toplote enako prenos toplote.

Proizvodnja toplote v človeškem telesu nastane kot posledica nenehno potekajočih eksotermnih reakcij. Te reakcije se pojavljajo v vseh organih in tkivih, vendar ne z enako intenzivnostjo. V tkivih in organih, ki opravljajo aktivno delo (mišično tkivo, jetra, ledvice), se sprosti več toplote kot v manj aktivnih (vezivno tkivo, kosti, hrustanec).

Izguba toplote iz organov je v veliki meri odvisna od njihove lokacije: površinsko nameščeni organi, na primer koža, skeletne mišice, oddajajo več toplote in se ohladijo močneje kot notranji organi, ki so bolj zaščiteni pred hlajenjem.

Proizvodnja toplote in prenos toplote nastaneta zaradi delovanja osrednjega živčnega sistema, ki uravnava presnovo, krvni obtok, potenje in delovanje skeletnih mišic.

Toplota v človeškem telesu nastaja kot posledica energijskih transformacij v živih celicah. Proizvodnja toplote je povezana z:

Z nenehno potekajočo biokemijsko sintezo beljakovin in drugih organskih spojin;

Z osmotskim delom (ionski transport);

Z mehanskim delovanjem mišic (srčna mišica, gladke mišice različnih organov, skeletne mišice).

V človeškem telesu, ki je v stanju relativnega fizičnega počitka, se 50 % toplote ustvari v trebušnih organih (predvsem v jetrih); 20% - v skeletnih mišicah in centralnem živčnem sistemu; 10% - pri delu dihalnih in obtočnih organov. Del energije, ki nastane v telesu pri fizičnem delu, se porabi za zunanje delo. Glavnina gre v toploto Q T.P . .

Osnovna telesna temperatura(jedro) konstantna zaradi regulacije intenzivnosti proizvodnje toplote in prenosa toplote v odvisnosti od zunanje temperature. Telesno temperaturo človeka običajno ocenimo na podlagi njene meritve v pazduhi. Pri tem je temperatura pri zdravem človeku 36,5–36,9 o C. Pogosto se meri temperatura v danki, kjer je višja kot v pazduhi in je pri zdravem človeku v povprečju 37,2–37,5 o C.

Telesna temperatura ne ostane konstantna, ampak čez dan niha v območju 0,5–0,7 o C. Počitek in spanje znižujeta temperaturo, mišična aktivnost jo zvišuje. Najvišjo telesno temperaturo opazimo ob 16-18 uri, najnižjo pa ob 3-4 uri zjutraj. Pri delavcih, ki delajo v dolgih nočnih izmenah, so lahko temperaturna nihanja nasprotna zgoraj navedenim.

Temperatura kožečloveka, ko je izpostavljen zunanjim pogojem, spremeni v relativno širokem razponu.

Pogoj udobja je toplotno ravnovesje človeškega telesa in okolja. Dejavniki, ki vplivajo na stanje toplotnega ravnovesja telesa, so:

Temperatura okolja (stene in površine, okoliški predmeti);

Temperatura, hitrost, vlažnost zraka;

Narava oblačil;

Količina človeške toplote.

Vrednost proizvodnje toplote odvisno od starosti, spola osebe, njegove prehrane, mišične aktivnosti itd.

Osnovna (standardna) menjava(OO) človeškega telesa je količina energije, ki jo človeško telo porabi v popolnem mišičnem mirovanju, pred jedjo pri zunanji temperaturi, ki ustreza minimalni aktivnosti termoregulacijskega mehanizma. Osnovna presnova je odvisna od funkcionalnega stanja človeka, spola, starosti, teže in se izračuna v kalorijah na enoto teže ali enoto telesne površine.

Za odraslega je povprečna vrednost OO 1 kcal/kg/uro. Tako je za odraslega moškega, ki tehta 70 kg, količina porabe energije OO približno 1700 kcal / dan, za ženske - približno 1500 kcal / dan.

Postopek prenosa toplote s človeškim telesom (prenos toplote) poteka:

Sevanje (sevanje) – 43 - 50%;

Konvekcija (gibanje) – 25 - 30%;

Izhlapevanje s površine kože in pljuč – 23 - 29%;

Ogrevanje hrane - 1 - 2%;

Ogrevanje zraka v pljučih - 1 - 1,5%;

Toplotne izgube z emisijami - manj kot 1%.;

Prevod (prevod) je zelo nepomembna vrednost, ker Koeficient toplotne prevodnosti mirnega zraka je zelo majhen.

Prevajanje toplote prevodnost prenaša s površine človeškega telesa na trdne predmete ali materiale iz okolja, ki so v stiku z njim.

Prenos toplote v tem primeru poteka po Fourierjevem zakonu:

Kje Q POGOJ – prenos toplote skozi steno s površino S za čas τ, W;

S– površina stika med osebo in predmetom, m2;

t 1 – temperatura notranje stene (paket oblačil), o C;

t 2 - temperatura zunanje (hladne) strani, o C;

λ – koeficient toplotne prevodnosti paketa oblačil, W/m∙ o C;

δ – debelina paketa oblačil, m.

Iz prikazane enačbe je razvidno, da se prenos toplote s prevajanjem povečuje z nižanjem temperature predmeta, s katerim človek prihaja v stik, s povečanjem kontaktne površine in zmanjševanjem debeline embalaže oblačil.

Prenos toplote konvekcija prenaša s površine človekovega telesa ali oblačil v zrak, ki se giblje okoli njega. Za izračun prenosa toplote s konvekcijo lahko uporabite Newtonov zakon:

Q KONV = α KONV. S (t OD – t V),

Kje α PREV – koeficient prehoda toplote s konvekcijo, W/(m∙ o C), je odvisen od oblike telesa in hitrosti gibanja zraka;

S – površina telesa, m2;

t OD – temperatura telesne površine (oblačila);

t B – temperatura zraka, o C.

Izguba toplote s konvekcijo s površine oblačil, ki prekriva telo, je izražena s formulo

,

Kje S –

– razmerje med površino telesa, pokritega z oblačili, in površino izpostavljenih delov telesa;

α CONV – koeficient prehoda toplote s konvekcijo, W/(m∙ o C);

t OD –

t B – temperatura zraka, o C.

Prenos toplote s sevanjem je prenos toplote v obliki sevalne energije s površine človeškega telesa na okoliške površine, ki imajo nižjo temperaturo, ali v okoliški prostor. Količina toplote, ki jo odda sevanje, je odvisna od temperature površine telesa (oblačila), temperature sten in površin, ki obkrožajo telo.

Za sevanje človeškega telesa je značilna valovna dolžina od 5 do 40 mikronov, človeška koža pa infrardeče žarke absorbira kot popolnoma črno telo.

V pogojih delovanja oblačil je razlika v temperaturi med telesom in oblačili praktično majhna. V tem primeru je enačba za določanje količine toplote, prenesene s sevanjem, predstavljena v obliki

Q RAD = α RAD · S RAD (t 1 – t 2),

Kje α RAD– emisijski koeficient (prenos toplote s sevanjem), W/(m 2 ∙ o C);

S RAD – površina človeškega telesa, ki sodeluje pri izmenjavi toplote sevanja, m 2;

t 1 - površinska temperatura človeškega telesa (oblačila);

t 2 – površinska temperatura okoliških teles, o C.

Emisivnost α RAD odvisna od temperature površine človeškega telesa (oblačila) in temperature okoliških predmetov. Pri sevalni izmenjavi toplote ne sodeluje celotna površina človeškega telesa, ker nekateri deli telesa so medsebojno obsevani in ne sodelujejo pri izmenjavi toplote. V sevalni toplotni izmenjavi je vključenih 74-75 % površine človeškega telesa v sedečem položaju in 77-85 % v stoječem položaju.

Površina telesa osebe je odvisna od njegove višine in teže in jo je mogoče določiti iz grafa, prikazanega na sliki 1.1.


Slika 1.1. Odvisnost telesne površine od višine in telesne teže

oseba

Na sliki 1.2. Prikazana je odvisnost površine človeškega telesa, ki je vključena v izmenjavo toplote s sevanjem, od višine in mase.

Slika 1.2. Odvisnost od prizadete površine človeškega telesa

pri prenosu toplote s sevanjem, od višine in mase

Izguba toplote s površine telesa oblečen moški so določene z enačbo

Kje S – površina telesa neoblečene osebe, m 2;

S OD - površina telesa, pokrita z oblačili, m2;

S O - površina odprtega telesa, m2;

t OD - temperatura površine oblačil, °C;

t SR – povprečna temperatura sevanja, o C.

Prenos toplote z izhlapevanjem poteka z izhlapevanjem difuzijske vlage in znoja. Difuzijska vlaga(neopazno potenje) se izgubi s površine človeške kože in zgornjih dihalnih poti v pogojih toplotnega ugodja in hlajenja v stanju relativnega fizičnega mirovanja. V udobnih pogojih (suho hlajenje) je količina pare, ki se sprosti z 1 m2 površine človeškega telesa, 23 g / uro, s celotne površine pa 40-42 g / uro. V tem primeru 1/3 izvira iz izgube toplote z izhlapevanjem iz zgornjih dihalnih poti in 2/3 s površine kože.

Izguba toplote z izhlapevanjem iz zgornjih dihalnih poti določen z enačbo

Q IZK. DIH = 14,9 · 10 -6 · Q T.P. · (1880 – R A),

Kje Q T.P. – proizvodnja človeške toplote W ,

R A – parcialni tlak hlapov v zunanjem zraku, Pa.

Stopnja izhlapevanja vlage od telesne površine je odvisno od:

Razlike v parcialnih parnih tlakih v mejni plasti blizu kože in v okoliškem zraku,

Hitrost zraka;

Prepustnost zraka in pare oblačil;

Površina, navlažena z znojem.

Navlažena površina telesa lahko izračunate s formulo

,

Kje R US.K – nasičen parni tlak pri temperaturi kože nad mokrimi deli kože.

Izguba toplote zaradi izhlapevanja difuzijske vlage s površine kože lahko določimo z enačbo

Q ISP.D = 3,06 10 -3 S(256t K – 3360 – RA),

Kje R A - parcialni tlak hlapov v zunanjem zraku;

t K – temperatura kože, o C.

Količina potenja osebo določa:

Stopnja telesne aktivnosti osebe ;

meteorološke razmere;

Stopnja skladnosti oblačil z delovnimi pogoji.

Največja možna izguba toplote z izhlapevanjem znoja Quse.str. lahko določimo z enačbo

Q ISP.P = 17,3. (E F – e) . (0,5 + √v),

Kje E F – največji možni tlak vodne pare pri temperaturi človeške kože, mmHg;

e– tlak vodne pare v zraku ( absolutna vlažnost), mmHg, se določijo iz tabelarnih podatkov v odvisnosti od temperature in relativne vlažnosti.

Razlika (Ef – e) klical fiziološko pomanjkanje nasičenosti in se določi glede na hitrost gibanja zraka in možno količino izhlapevanja znoja R s površine človeškega telesa.

Ugodne toplotne občutke lahko opazimo le pri določenih razmerjih prenosa toplote z izhlapevanjem in prenosa toplote s toplotnim tokom (Q CONV + Q RAD + Q COND). Udobna raven prenosa toplote izhlapevanja Q ISP.P.K, W, določeno iz enačbe

.

Prenos toplote med dihanjem predstavlja majhen delež skupne toplotne izgube in se povečuje z večanjem porabe energije in nižanjem temperature zraka.

Izguba toplote za ogrevanje vdihanega zraka Q DIH.N, W lahko določimo iz enačbe

Q DIH.H = 0,0012. Q E.T. (34 – t V),

Kje t V – temperatura okoliškega zraka, o C;

34 – povprečna temperatura izdihanega zraka, o C.

Po A.I. Beketovu je priporočljivo meriti temperaturo izdihanega zraka glede na temperaturo vdihanega zraka (tabela 1.1.).

Povezane publikacije