Transferul de căldură ca și comerțul cu motor
De ce o persoană este rece, și chiar broasca pe Mont Blanc nu are nevoie de un sacou în jos? Avem cald găină, și că producătorii de îmbrăcăminte trebuie să-i mulțumesc homeostaziei?
Cine dintre noi, urcând pe munte cu cele mai grele rucsacul, nu am bâzâi despre haine prea cald? Și apoi, în seara, nu l-am încercați în aceeași încălzi lângă foc? De ce, în aceeași jacheta poate fi rece și la cald, și ca un sentiment de confort climatic influente ale temperaturii aerului ambiant sau intensitatea activității fizice? Pe haine călduroase de ce, ni sa spus în articolul „Cine încălzește haine călduroase.“ În acest articol vom vorbi despre ce oamenii, în general, are nevoie de haine, și de ce trebuie să-l încălzească.
Olandezul Wim Hof (Wim Hof), supranumit „Iceman» (Iceman) a devenit faimos pentru sensibilitatea scazuta la frig. El a stabilit mai multe recorduri legate de durata prezenței umane în condiții extrem de reci. Iceman a avut loc 72 minute în rezervorul cu apă rece și gheață, a urcat în franceză Blanc în picioarele goale și face un alt set de „sânge rece“ acte inaccesibile pentru majoritatea oamenilor obișnuiți.
Spre deosebire de Wim Hof, o altă creatură vie - o broască obișnuită - Mont Blanc nu este ridicat, dar altele exploatează temperatura scăzută face ca timpul, care, cu toate acestea, nu face celebru ei. Puteți, desigur, să presupunem că Iceman, spre deosebire de broasca, a excelat în materie de PR, dar adevarul este diferit. Frog, și mulți alți reprezentanți ai faunei și pește este o creatură cu sânge rece. Omul, dimpotrivă, ea aparține unui grup destul de mare de sânge cald. Și organisme la rece cu sânge cald se adapteze la mediul și să răspundă la schimbările în condițiile de temperatură în diferite moduri.
În medicul francez din secolul al XIX-lea Klod Bernar (Claude Bernard) principii derivate, care au format apoi baza teoriei homeostaziei. Conform acestei teorii, organism viu formează un sistem energetic integrat cu mediul, și se străduiește să mențină constanța mediului intern.
Evoluția oferit diverse opțiuni pentru armonia dintre corp și mediul înconjurător. De exemplu, broasca familiar cu răceală a decis că temperatura corpului ei va fi aproape la fel ca și cea a apei și a aerului în jurul acestuia. Ca urmare, în mod normal, broasca trăiește la corpul ei broasca proprie 0-25 grade Celsius. Animalele ca niște broaște într-o puternică scădere a temperaturii poate cădea în animație suspendată - o condiție în cazul în care funcțiile vitale ale organismului incetineste aproape la un impas. Unele dintre aceste animale, cum ar fi salamandră siberian, chiar și în blocul de iarnă de gheață, congelare până în primăvară, împreună cu apa în care plutesc. Acest mod de adaptare la mediu se numește conformaționale.
triton siberian poate hiberna într-un bloc de gheață îngheață împreună cu apa în care plutea
Omul, spre deosebire de broasca funcționează în mod normal, numai atunci când temperatura propriului său corp este constantă și nu se schimbă după temperatura mediului ambiant. Această metodă de adaptare se numește reglementare și atinse cu ajutorul sistemului avansat de termoreglare fiziologic care controlează transferul de căldură. Acest sistem monitorizează temperatura internă a corpului uman, și dacă se abate de la normal de 37 ° C, în orice direcție, apoi începe corectarea mecanismelor. Jitter pe transpirație în frig sau căldură - astfel de mecanisme simptome.
Ambele opțiuni homeostaza au avantajele și dezavantajele lor. Animalele cu sânge rece a schimba „stilul de viață“, în funcție de condițiile externe și pot tolera temperaturi scăzute pentru o lungă perioadă de timp, reducând activitatea aproape la zero. Cu sânge cald, prin contrast, petrece o forță considerabilă în menținerea unei temperaturi a corpului intern stabil, dar le permite să mențină o activitate normală într-o gamă destul de largă de temperaturi ambiante.
schimb de căldură
Ce este căldura? De ce toată suferința de la transpirație sau, dimpotrivă, că plăcută în pielea de găină pe piele?
Schimbul de căldură - căldura este transferată de la un mai încălzit la un corp mai puțin încălzit. Un astfel de proces are întotdeauna aceeași direcție și ireversibil. Cu alte cuvinte, transferul de căldură de fier încălzit la pantaloni este posibilă, dar pantalonii fier fierbinte pentru a transfera căldura nu poate. Procesul de schimb de căldură pe principiu similar acestuia la comportamentul fluidului în vase comunicante: lichidul va curge dintr-un vas în altul, atâta timp cât nivelul lichidelor în două vase comunicante nu vor fi la fel. Și căldura este transferată de la un mai încălzit la un corp mai puțin încălzit, atâta timp cât acestea nu devin aceeași temperatură.
Trei tipuri de transfer de căldură
Transferul de căldură pot fi împărțite în trei tipuri: conducția termică, convecție și schimb de căldură radiantă.
1. Conductivitatea termică - este transferul direct de căldură de la cald la o mai puțin încălzită. Transferurile cafea fierbinte se încălzește la cupa, iar cupa - mâini. Acest lucru va avea loc atâta timp cât temperatura băuturii, cupe și mâinile nu sunt egale. Pe de altă parte, în cazul în care capacitatea băuturii este rece (de exemplu, cu un pahar de vin coniac), căldura este transferată în direcția opusă - de la mână de băut. Aceasta se datorează conductivitatea termică a unui coniac bun, de încălzire, devine foarte bună.
Urechile rece - nu un semn de prost. Acesta este modul în care cineva
Corpul uman cedează căldura nu numai brandy, ci și mediul - aer, sau alte obiecte reci, cu care persoana se află în contact. Diferite zone ale corpului uman face acest lucru în moduri diferite. De exemplu, partea superioară, în special al capului și gâtului, da o mulțime de căldură, și picioarele, și părți ale corpului, cu o mulțime de grăsime - un pic. Apropo, acest lucru este motivul pentru care oamenii sunt congelare stand mai puțin subțire.
2. Transferul de căldură radiantă - este o variantă de schimb de căldură, fără contact direct între corpurile. Așa că am soarele cald, sau orice alt element cald, nici măcar atinge asta, putem spune că căldura vine de la ea.
Soarele ne încălzește la o distanță datorită transferului de căldură radiantă
3. Convecție - tip de schimb de căldură ca urmare a mișcării de curgere de aceleași substanțe. Datorită convecției mixte în apă în picioare pe fierbătorul foc. Același lucru se întâmplă și cu aer cald sub haine. Mergând de-a lungul corpului și iese, se dă drumul la aerul de pe stradă, iar noi încep să înghețe.
Tipuri de convecție într-un ceainic și turistic
Rolul de reglementare a mecanismelor de transfer de căldură
Temperatura internă a corpului este menținută în detrimentul căldurii - Producerea de energie termica si metabolismul in timpul activitatii musculare. O temperatura corpului sanatos nu se observa acest lucru, și chiar și un mic - grade și jumătate - variația sa este o cauza de a urca în pat, necesită liniște și fiert plătit concediu medical.
Dar nu este mai puțin importantă pentru om și temperatura habitatului său.
Un bărbat gol este capabil în mod continuu și funcționează eficient numai într-un interval relativ îngust de temperaturi ambiante - în jur de 27 ° C Dacă temperatura mediului ambiant se ridică peste 27 de grade, există un risc de hipertermie (supraîncălzire). In astfel de cazuri, sistemul de termoreglare uman crește transferul de căldură datorită evaporării umidității produs de glandele sudoripare. efectuat în plus redistribuirea fluxului sanguin din organele interne la suprafața exterioară a corpului.
In schimb, atunci când temperatura mediului ambiant este semnificativ și continuu scade sub 27 de grade, corpul include un mecanism de termoreglare, care reduce pierderile de căldură și de a crește producția de căldură.
Aceste mecanisme includ:
Jitter - rapide contracții musculare involuntare, în timpul căreia căldura este pentru încălzirea organelor interne.
Fluxul de sânge din suprafața exterioară a corpului răcit. Acest lucru previne fluxul de sânge pentru a da căldura necesară pentru activitatea organelor interne. Acest efect se manifestă, în special, ca degetele de congelare și degetele de la picioare.
Goosebumps - pielea de găină, care sunt cauzate de stres mikromyschts responsabile pentru starea de firele de păr de pe piele. La om, aceasta este moștenirea strămoșilor este o intoarcere clasic, dar strămoșii noștri a ridicat acești mușchi de lână, creșterea înălțimii de păr. Aceasta a păstrat aerul din apropierea pielii, ca un izolator termic care reduce pierderile de căldură.
Capacitatea corpului uman pentru a menține o stare stabilă la schimbările din mediul numit homeostaziei.
Omul - fiind homeoterme și funcționează în mod normal, numai la o temperatură internă de 37 ° C și 27 ° C extern.
Atunci când o schimbare în aceste temperaturi, fie mecanisme secundare includ termoreglarea naturală a organismului uman, creșterea sau invers, debilitante căldură.
Posibilitatile sunt limitate termoreglare naturale, și cu o modificare semnificativă a temperaturii mediului ambiant, o persoană poate confrunta cu probleme de hipotermie sau supraîncălzire.