2) Основные способы теплообмена организма. Способы теплообмена

2) Основные способы теплообмена организма.

Теплопроводность – это перенос тепла за счёт усиления молекулярного движения в веществе.

Нетрудно получить формулу для переноса тепла путём теплопроводности. Пусть поток тепла идёт через слой вещества (ткань, стену и т.д.). Толщину слоя обозначим х, а площадь S. Слева температура равна Т1, а справа (пусть Т1> Т2). Очевидно, что количество тепла Q, прошедшее через слой за время t, прямо пропорционально разности температур, площади и времени и обратно пропорционально толщине слоя. Кроме того, надо учесть свойства вещества; для этого вводят коэффициент теплопроводности К. Отсюда следует, что количество тепла, переносимое путём теплопроводности, равно:

Конвекцией называют перенос тепла, связанный с движением газа или жидкости. Например, от каждого человека кверху поднимается поток тёплого воздуха, на место которого притекает со стороны холодный. То же происходит вокруг любого нагретого тела, например – батареи отопления. Такой тип теплопередачи называется естественной конвекцией; для человека он не очень эффективен. Значительно больше тепла уносится при принудительной конвекции, когда движение воздуха создаётся внешней причиной (вентилятор, ветер). В этом случае конвекция может стать основной причиной потери тепла.

Количество тепла, теряемое телом за счёт конвекции можно также вычислить по формуле (13), но коэффициент к в этом случае будет зависеть, в первую очередь, от скорости движения воздуха.

Излучение тоже играет существенную толь в теплоотдаче. В обычных комнатных условиях (в том числе, в учебной аудитории) люди путём излучения теряют до 60% тепла. Излучение человека лежит в области инфракрасных лучей (длины волн в диапазоне 3 – 20 микрометров).

Количество тепла, теряемое телом за счёт излучения, вычисляется по формуле: QИЗЛ = σ·( T14 – T24).S.t (14). Здесь σ = 5,6.10 –8 (в системе СИ; запоминать число не надо), Т1 –температура поверхности тела, Т2 – температура окружающих тел. Тут, однако, надо заметить следующее. Воздух почти прозрачен для инфракрасных лучей, поэтому за Т2 надо брать не температуру воздуха в помещении, а температуру стен, а она может быть заметно ниже температуры воздуха. Например, вполне реальна ситуация, когда лежащий на столе термометр показывает больше 200С (то есть температуру воздуха), а люди в помещении мёрзнут, потому что стены холодные.

При высокой наружной температуре на первый план выступает отдача тепла за счёт испарения. Когда наружная температура приближается к температуре тела, все рассмотренные ранее способы теплоотдачи не работают, потому что разность температур, от которой зависит перенос тепла, делается малой или даже может стать отрицательной.

Количество тепла, уносимое из организма за счёт испарения, можно подсчитать по формуле: QИСП = L· m (15),

где m – масса испарившейся воды , L – удельная теплота испарения воды (2,25.106 Дж.кг –1; запоминать число не надо). У человека испарение, в основном, связано с потоотделением; кроме того, заметную роль играет испарение воды в лёгких. Надо подчеркнуть, что следует учитывать именно количество испарившейся воды, потому что далеко не весь пот фактически испаряется. Здесь очень большое значение имеет влажность воздуха и скорость его движения.

При умеренных и низких температурах испарение тоже уносит часть тепла (в основном, за счёт испарения в лёгких), но большее значение имеют конвекция и излучение.

studfiles.net

4. Основные способы теплообмена организма.

В организме любого живого существа непрерывно выделяется тепло. Это тепло должно отводится в окружающую среду, иначе организм перегреется и погибнет. Однако, и слишком быстрая отдача тепла опасна для организма – она приводит к переохлаждению. Поэтому важно в любых условиях обеспечить наиболее выгодный темп теплоотдачи. При этом необходимо учитывать, что теплообмен осуществляется целым рядом механизмов, с которыми врач должен быть хорошо знаком.

Основная часть тепла выделяется в мышцах и внутренних органах, отдача же тепла идёт с поверхности тела (с кожи). Ткани организма плохо проводят тепло, поэтому почти всё тепло переносится изнутри к поверхности с током крови. В коже и подкожной клетчатке находится большое количество кровеносных сосудов. Проходя по ним, кровь отдаёт тепло наружу.

Через подкожную клетчатку и через одежду тепло переносится за счёт теплопроводности. Теплопроводность – это перенос тепла за счёт усиления молекулярного движения в веществе.

Нетрудно получить формулу для переноса тепла путём теплопроводности. Пусть поток тепла идёт через слой вещества (ткань, стену и т.д.). Толщину слоя обозначим х, а площадь S. Слева температура равна Т1, а справа (пусть Т1 > Т2). Очевидно, что количество тепла Q, прошедшее через слой за время t, прямо пропорционально разности температур, площади и времени и обратно пропорционально толщине слоя. Кроме того, надо учесть свойства вещества; для этого вводят коэффициент теплопроводности К. Отсюда следует, что количество тепла, переносимое путём теплопроводности, равно:

(13)

С различием в теплопроводности различных веществ мы постоянно сталкиваемся в повседневной жизни (сравните сковородки с металлической и с деревянной ручками). Теплопроводность одежды имеет свою специфику. Любая ткань содержит в своих порах большое количество воздуха. Теплопроводность воздуха много меньше, чем любого твёрдого тела, поэтому теплопроводность одежды в первую очередь зависит от содержания в ней воздуха. Чем больше воздуха в ткани, и чем лучше она его удерживает, не давая обмениваться на холодный, тем хуже она проводит тепло. Например, скользкие волокна естественного шёлка плохо задерживают воздух; такая одежда хорошо проводит тепло, и в ней хорошо находиться в тёплую погоду. Лучше всего удерживают воздух шерстяные ткани, у них самая малая теплопроводность.

Отдача тепла с поверхности тела и одежды в окружающую среду. Так как от человека наружу постоянно идёт поток тепла, наружная поверхность одежды всегда немного теплее окружающего воздуха (конечно, кроме тех случаев, когда температура воздуха много выше 37оС). С поверхности одежды и с открытых частей тела тепло уходит двумя способами: а) путём конвекции и б) путём излучения.

Конвекцией называют перенос тепла, связанный с движением газа или жидкости. Например, от каждого человека кверху поднимается поток тёплого воздуха, на место которого притекает со стороны холодный. То же происходит вокруг любого нагретого тела, например – батареи отопления. Такой тип теплопередачи называется естественной конвекцией; для человека он не очень эффективен. Значительно больше тепла уносится при принудительной конвекции, когда движение воздуха создаётся внешней причиной (вентилятор, ветер). В этом случае конвекция может стать основной причиной потери тепла.

Количество тепла, теряемое телом за счёт конвекции можно также вычислить по формуле (13), но коэффициент К в этом случае будет зависеть, в первую очередь, от скорости движения воздуха.

Излучение тоже играет существенную толь в теплоотдаче. В обычных комнатных условиях (в том числе, в учебной аудитории) люди путём излучения теряют до 60% тепла. Излучение человека лежит в области инфракрасных лучей (длины волн в диапазоне 3 – 20 микрометров).

Количество тепла, теряемое телом за счёт излучения, вычисляется по формуле: QИЗЛ = σ·( T14 – T24).S.t (14). Здесь σ = 5,6.10 –8 (в системе СИ; запоминать число не надо), Т1 –температура поверхности тела, Т2 – температура окружающих тел. Тут, однако, надо заметить следующее. Воздух почти прозрачен для инфракрасных лучей, поэтому за Т2 надо брать не температуру воздуха в помещении, а температуру стен, а она может быть заметно ниже температуры воздуха. Например, вполне реальна ситуация, когда лежащий на столе термометр показывает больше 200С (то есть температуру воздуха), а люди в помещении мёрзнут, потому что стены холодные.

При высокой наружной температуре на первый план выступает отдача тепла за счёт испарения. Когда наружная температура приближается к температуре тела, все рассмотренные ранее способы теплоотдачи не работают, потому что разность температур, от которой зависит перенос тепла, делается малой или даже может стать отрицательной.

Количество тепла, уносимое из организма за счёт испарения, можно подсчитать по формуле: QИСП = L· m (15),

где m – масса испарившейся воды , L – удельная теплота испарения воды (2,25.106 Дж.кг –1; запоминать число не надо). У человека испарение, в основном, связано с потоотделением; кроме того, заметную роль играет испарение воды в лёгких. Надо подчеркнуть, что следует учитывать именно количество испарившейся воды, потому что далеко не весь пот фактически испаряется. Здесь очень большое значение имеет влажность воздуха и скорость его движения.

При умеренных и низких температурах испарение тоже уносит часть тепла (в основном, за счёт испарения в лёгких), но большее значение имеют конвекция и излучение.

studfiles.net

4. Основные способы теплообмена организма.

В организме любого живого существа непрерывно выделяется тепло. Это тепло должно отводится в окружающую среду, иначе организм перегреется и погибнет. Однако, и слишком быстрая отдача тепла опасна для организма – она приводит к переохлаждению. Поэтому важно в любых условиях обеспечить наиболее выгодный темп теплоотдачи. При этом необходимо учитывать, что теплообмен осуществляется целым рядом механизмов, с которыми врач должен быть хорошо знаком.

Основная часть тепла выделяется в мышцах и внутренних органах, отдача же тепла идёт с поверхности тела (с кожи). Ткани организма плохо проводят тепло, поэтому почти всё тепло переносится изнутри к поверхности с током крови. В коже и подкожной клетчатке находится большое количество кровеносных сосудов. Проходя по ним, кровь отдаёт тепло наружу.

Через подкожную клетчатку и через одежду тепло переносится за счёт теплопроводности. Теплопроводность – это перенос тепла за счёт усиления молекулярного движения в веществе.

Нетрудно получить формулу для переноса тепла путём теплопроводности. Пусть поток тепла идёт через слой вещества (ткань, стену и т.д.). Толщину слоя обозначим х, а площадь S. Слева температура равна Т1, а справа (пусть Т1 > Т2). Очевидно, что количество тепла Q, прошедшее через слой за время t, прямо пропорционально разности температур, площади и времени и обратно пропорционально толщине слоя. Кроме того, надо учесть свойства вещества; для этого вводят коэффициент теплопроводности К. Отсюда следует, что количество тепла, переносимое путём теплопроводности, равно:

(13)

С различием в теплопроводности различных веществ мы постоянно сталкиваемся в повседневной жизни (сравните сковородки с металлической и с деревянной ручками). Теплопроводность одежды имеет свою специфику. Любая ткань содержит в своих порах большое количество воздуха. Теплопроводность воздуха много меньше, чем любого твёрдого тела, поэтому теплопроводность одежды в первую очередь зависит от содержания в ней воздуха. Чем больше воздуха в ткани, и чем лучше она его удерживает, не давая обмениваться на холодный, тем хуже она проводит тепло. Например, скользкие волокна естественного шёлка плохо задерживают воздух; такая одежда хорошо проводит тепло, и в ней хорошо находиться в тёплую погоду. Лучше всего удерживают воздух шерстяные ткани, у них самая малая теплопроводность.

Отдача тепла с поверхности тела и одежды в окружающую среду. Так как от человека наружу постоянно идёт поток тепла, наружная поверхность одежды всегда немного теплее окружающего воздуха (конечно, кроме тех случаев, когда температура воздуха много выше 37оС). С поверхности одежды и с открытых частей тела тепло уходит двумя способами: а) путём конвекции и б) путём излучения.

Конвекцией называют перенос тепла, связанный с движением газа или жидкости. Например, от каждого человека кверху поднимается поток тёплого воздуха, на место которого притекает со стороны холодный. То же происходит вокруг любого нагретого тела, например – батареи отопления. Такой тип теплопередачи называется естественной конвекцией; для человека он не очень эффективен. Значительно больше тепла уносится при принудительной конвекции, когда движение воздуха создаётся внешней причиной (вентилятор, ветер). В этом случае конвекция может стать основной причиной потери тепла.

Количество тепла, теряемое телом за счёт конвекции можно также вычислить по формуле (13), но коэффициент К в этом случае будет зависеть, в первую очередь, от скорости движения воздуха.

Излучение тоже играет существенную толь в теплоотдаче. В обычных комнатных условиях (в том числе, в учебной аудитории) люди путём излучения теряют до 60% тепла. Излучение человека лежит в области инфракрасных лучей (длины волн в диапазоне 3 – 20 микрометров).

Количество тепла, теряемое телом за счёт излучения, вычисляется по формуле: QИЗЛ = σ·( T14 – T24).S.t (14). Здесь σ = 5,6.10 –8 (в системе СИ; запоминать число не надо), Т1 –температура поверхности тела, Т2 – температура окружающих тел. Тут, однако, надо заметить следующее. Воздух почти прозрачен для инфракрасных лучей, поэтому за Т2 надо брать не температуру воздуха в помещении, а температуру стен, а она может быть заметно ниже температуры воздуха. Например, вполне реальна ситуация, когда лежащий на столе термометр показывает больше 200С (то есть температуру воздуха), а люди в помещении мёрзнут, потому что стены холодные.

При высокой наружной температуре на первый план выступает отдача тепла за счёт испарения. Когда наружная температура приближается к температуре тела, все рассмотренные ранее способы теплоотдачи не работают, потому что разность температур, от которой зависит перенос тепла, делается малой или даже может стать отрицательной.

Количество тепла, уносимое из организма за счёт испарения, можно подсчитать по формуле: QИСП = L· m (15),

где m – масса испарившейся воды , L – удельная теплота испарения воды (2,25.106 Дж.кг –1; запоминать число не надо). У человека испарение, в основном, связано с потоотделением; кроме того, заметную роль играет испарение воды в лёгких. Надо подчеркнуть, что следует учитывать именно количество испарившейся воды, потому что далеко не весь пот фактически испаряется. Здесь очень большое значение имеет влажность воздуха и скорость его движения.

При умеренных и низких температурах испарение тоже уносит часть тепла (в основном, за счёт испарения в лёгких), но большее значение имеют конвекция и излучение.

studfiles.net

4)Основные способы теплообмена организма.

В организме любого живого существа непрерывно выделяется тепло. Это тепло должно отводиться в окружающую среду, иначе организм перегреется и погибнет. Однако, и слишком быстрая отдача тепла опасна для организма – она приводит к переохлаждению.

Существует 4 способа теплообмена организма с окружающей средой:

• 2) Конвекция - перенос тепла, связанный с движением газа или жидкости.

• 3) Излучение-испускание инфракрасных лучей с поверхности тела:

QИЗЛ = σ·( T14 – T24).S.t

QИСП = L· m

• где m – масса испарившейся воды , L – удельная теплота испарения воды (2,25.106 Дж.кг –1).

Температура тела человека и многих животных поддерживается постоянной с достаточно высокой точностью. Это свойство организма называют температурным гомеостазом. Постоянство температуры тела обеспечивается выработавшейся в ходе эволюции системой терморегуляции. Различают химическую и физическую терморегуляцию:

• Химическая терморегуляция основана на изменении теплопродукции (скорости и характера биологического окисления, совершения мышечной работы – дрожь) .

• Физическая терморегуляция основана на изменении теплообмена.

Уравнение теплового баланса: M±Qт±Qc±Qr-Qe=0

М-теплопродукция

5)Способы измерения теплопродукции

Для измерения количества тепла, выделяемого организмом, существуют два метода: прямая и непрямая калориметрия. В методе прямой калориметрии используются физические калориметры, сконструированные таким образом, что в них можно помещать животных или человека. Первый калориметр для измерений на людях был в начале ХХ века создан В.В. Пашутиным в Военно-медицинской академии. На этом приборе были выполнены важные исследования биоэнергетики в норме и патологии. Метод прямой калориметрии даёт более богатую информацию, но он требует применения сложной дорогостоящей аппаратуры. Поэтому гораздо чаще используют непрямую калориметрию. В этом методе собирают воздух, выдыхаемый человеком за определенное время, и измеряют в нем содержание О2 и СО2. По этим данным с помощью таблиц находят величину теплопродукции. Непрямая калориметрия намного проще; важно также, что ее можно применять не только в специальной лаборатории, а в любых условиях ( у постели больного, на обьектах военной техники и т.п. ).

Некоторые данные о теплопродукции человека.

Основной обмен.

Минимальную величину энерготрат, необходимую для обеспечения основных жизненно необходимых функций организма, называют основным обменом(минимальные энерготраты организма). Измеряется в состоянии бодрствования, но пациент должен спокойно лежать в кровати. Процедура проводится рано утром, когда интенсивность метаболизма самая низкая. За двое суток до обследования исключают белковую пищу. Измерения проводят натощак. При средней массе человека основной обмен около 7800 кДж или 1800 ккал за сутки.

Лабораторная работа: применяется калориметр, состоящий из 2х металлических коробок с крышками. Во внутренней коробке находится клетка из медной сетки, в которую помещают животное. Для измерения температуры используется датчик-термопара, один из слоев которого наклеен на стенку внутренней коробки калориметра, другой-на стенку внешней. В термопаре возникает термоЭДС, которая прямо пропорциональна разности температур внутреннего стакана калориметра и окружающей среды. ЭДС измерять в течение 10 минут каждые 2 минуты. Вынуть мышь, поместить внутрь нагреватель и измерять силу току и ЭДС.

Измеряемые величины

1. эдс термопары (мВ) E=Kt(Ti-Te)

2. ток электронагревателя (А)

3. время измерений

4. масса мыши

рассчитываемые величины:

1. суммарный коэффициент теплообмена

2. величина энерготрат за время опыта

3. тепловая мощность мыши

4. основной обмен мыши

5. сравнение основного обмена мыши с основным обменом человека

studfiles.net

2) Основные способы теплообмена организма.

Теплопроводность – это перенос тепла за счёт усиления молекулярного движения в веществе.

Нетрудно получить формулу для переноса тепла путём теплопроводности. Пусть поток тепла идёт через слой вещества (ткань, стену и т.д.). Толщину слоя обозначим х, а площадь S. Слева температура равна Т1, а справа (пусть Т1> Т2). Очевидно, что количество тепла Q, прошедшее через слой за время t, прямо пропорционально разности температур, площади и времени и обратно пропорционально толщине слоя. Кроме того, надо учесть свойства вещества; для этого вводят коэффициент теплопроводности К. Отсюда следует, что количество тепла, переносимое путём теплопроводности, равно:

Конвекцией называют перенос тепла, связанный с движением газа или жидкости. Например, от каждого человека кверху поднимается поток тёплого воздуха, на место которого притекает со стороны холодный. То же происходит вокруг любого нагретого тела, например – батареи отопления. Такой тип теплопередачи называется естественной конвекцией; для человека он не очень эффективен. Значительно больше тепла уносится при принудительной конвекции, когда движение воздуха создаётся внешней причиной (вентилятор, ветер). В этом случае конвекция может стать основной причиной потери тепла.

Количество тепла, теряемое телом за счёт конвекции можно также вычислить по формуле (13), но коэффициент к в этом случае будет зависеть, в первую очередь, от скорости движения воздуха.

Излучение тоже играет существенную толь в теплоотдаче. В обычных комнатных условиях (в том числе, в учебной аудитории) люди путём излучения теряют до 60% тепла. Излучение человека лежит в области инфракрасных лучей (длины волн в диапазоне 3 – 20 микрометров).

Количество тепла, теряемое телом за счёт излучения, вычисляется по формуле: QИЗЛ = σ·( T14 – T24).S.t (14). Здесь σ = 5,6.10 –8 (в системе СИ; запоминать число не надо), Т1 –температура поверхности тела, Т2 – температура окружающих тел. Тут, однако, надо заметить следующее. Воздух почти прозрачен для инфракрасных лучей, поэтому за Т2 надо брать не температуру воздуха в помещении, а температуру стен, а она может быть заметно ниже температуры воздуха. Например, вполне реальна ситуация, когда лежащий на столе термометр показывает больше 200С (то есть температуру воздуха), а люди в помещении мёрзнут, потому что стены холодные.

При высокой наружной температуре на первый план выступает отдача тепла за счёт испарения. Когда наружная температура приближается к температуре тела, все рассмотренные ранее способы теплоотдачи не работают, потому что разность температур, от которой зависит перенос тепла, делается малой или даже может стать отрицательной.

Количество тепла, уносимое из организма за счёт испарения, можно подсчитать по формуле: QИСП = L· m (15),

где m – масса испарившейся воды , L – удельная теплота испарения воды (2,25.106 Дж.кг –1; запоминать число не надо). У человека испарение, в основном, связано с потоотделением; кроме того, заметную роль играет испарение воды в лёгких. Надо подчеркнуть, что следует учитывать именно количество испарившейся воды, потому что далеко не весь пот фактически испаряется. Здесь очень большое значение имеет влажность воздуха и скорость его движения.

При умеренных и низких температурах испарение тоже уносит часть тепла (в основном, за счёт испарения в лёгких), но большее значение имеют конвекция и излучение.

studfiles.net

Способы теплообмена | Теория производства теплообменников

Тема: теория производства теплообменников

В случае соприкосновения тел с различными температурами происходит передача тепла менее нагретому телу до тех пор, пока их теплоты не сравняются. Данный процесс получил название тепловой обмен. При этом обратный процесс не происходит и тепловой обмен не обратим, но заметим, что способы теплообмена могут быть разными.

Мы, как производители теплообменных аппаратов постараемся сегодня разобрать подробно эту тему.

Основные способы теплообмена

• Теплопроводность;
• Конвекция;
• Излучение;
• Сложный теплообмен. 

Теплообмен в природе и технике

Как известно, процессы теплообмена встречаются в природе, в жизнедеятельности человека и даже происходят в самом человеческом организме (терморегуляция), с его участием происходят метеорологические процессы Земли, эволюция Вселенной.

В природе проявление конвекции – ветер, в жизнедеятельности человека на процессах конвекции базируются отопительные системы, причем как инновационные на электрическом и газовом топливе, так и старое печное отопление.

Ветром в физике принято называть конвекционный воздушный поток, движущийся относительно Земли со скоростью большей 0,6 м/с. Над большими площадями возникают пассаты и муссоны, из которых образуется местная и общая циркуляция воздуха.

Ветер зарождается вследствие неровного распределения атмосферного давления. Его направление – от зоны высокого давления в полосу низкого. Оно меняется, равно как и скорость ветра, вследствие постоянного изменения давления по времени. С увеличением высоты из-за уменьшения силы трения скорость ветра убывает.

В некоторых случаях важным является не курс ветра, а поза объекта относительно ветра. Так на охоте охотник, чтобы его не учуял зверь, подходит к нему с подветренной стороны.

Вентиляция в зданиях и в печах возникает вследствие разницы температур внутри и снаружи. С повышением высоты здания и разницы температур эффект усиливается. Иногда его величают естественной вентиляцией.

Ни одно здание не может быть совершенно отгорожено, поэтому эффект тяги стимулирует движение воздушных потоков. Теплый воздух взметается вверх и уходит через окна и щели во время обогревательного сезона, а когда работают кондиционеры, происходит обратный эффект, при котором внутрь проникает теплый воздух, а холодный выходит наружу.

Эффект тяги в современных многоэтажках с замкнутыми внешними контурами может достигать огромных масштабов. Поэтому при проектировании борьбе с этим эффектом следует уделить повышенное внимание. Частично проблему устраняют установкой принудительной вентиляции и встраиванием внутренних перегородок. Большую роль в быстром распространении дыма имеет эффект тяги в случае пожара.

В печах образуются горячие газы продуктов горения, имеющие температуру, в сравнении с температурой воздуха, огромную разницу. На пути газов трубы печей не образуют препятствий. Возникает огромная тяга, настолько, что в обогреваемые печами старые здания столько засасывалось холода снаружи, что здание охлаждалось сильнее, нежели обогревалось камнями.

Как в природе, так и в технике теплообмен играет очень важную роль. Наш завод занимается проектированием и изготовлением промышленных воздухоохладителей для электродвигателей и чем эффективней будут процессы теплообмена в теплообменнике охладителе, тем лучше будет работать электродвигатель.

У нас используется способ при котором теплота с одной стороны трубки передается ее стенке и уносится протекающей внутри трубки водой или снимается направленным потоком воздуха в случае если применяется оребренная труба.

Первый вид это маслоохладители с водным охлаждением, а вторые маслоохладители с воздушным охлаждением.

Надеюсь тема вам понравилась, а если есть вопросы задавайте их в комментариях.

На нашем предприятии вы можете заказать любой трубчатый охладитель и мотор редуктор 2 2 квт.

Наше производство

1. ГО-450/5325-34-н-ухл4

Материал этой рубрики

Заказывайте современные теплообменники на Уральском заводе МеталлЭкспортПром!

www.ural-mep.ru

Экзамен / Ответы на вопросы / 4.Тепловой баланс организма. Основные способы теплообмена организма. Температурный гомеостаз. Способы терморегуляция

Вопрос №4

1) Тепловой баланс организма

Уравнение теплового баланса: M±QT ± QC ± QR – QE = 0

M - теплопродукция (количество тепла, которое выделяется в организме в сутки).

знак “+” если температура окружающей среды больше температура кожи.

знак “-” если температура кожи больше температура окружающей среды.

1. Теплопроводность - QT 2. Конвекция - QC 3. Излучение - QR 4. Испарение - QE

В организме любого живого существа непрерывно выделяется тепло. Это тепло должно отводится в окружающую среду, иначе организм перегреется и погибнет. Однако, и слишком быстрая отдача тепла опасна для организма – она приводит к переохлаждению. Поэтому важно в любых условиях обеспечить наиболее выгодный темп теплоотдачи. При этом необходимо учитывать, что теплообмен осуществляется целым рядом механизмов, с которыми врач должен быть хорошо знаком.

Основная часть тепла выделяется в мышцах и внутренних органах, отдача же тепла идёт с поверхности тела (с кожи). Ткани организма плохо проводят тепло, поэтому почти всё тепло переносится изнутри к поверхности с током крови. В коже и подкожной клетчатке находится большое количество кровеносных сосудов. Проходя по ним, кровь отдаёт тепло наружу.

2) Основные способы теплообмена организма.

Нетрудно получить формулу для переноса тепла путём теплопроводности. Пусть поток тепла идёт через слой вещества (ткань, стену и т.д.). (13)

Толщину слоя обозначим х, а площадь S. Слева температура равна Т1, а справа (пусть Т1> Т2). Очевидно, что количество тепла Q, прошедшее через слой за время t, прямо пропорционально разности температур, площади и времени и обратно пропорционально толщине слоя. Кроме того, надо учесть свойства вещества; для этого вводят коэффициент теплопроводности К.

• Конвекцией называют перенос тепла, связанный с движением газа или жидкости. Например, от каждого человека кверху поднимается поток тёплого воздуха, на место которого притекает со стороны холодный. То же происходит вокруг любого нагретого тела, например – батареи отопления. Такой тип теплопередачи называется естественной конвекцией; для человека он не очень эффективен. Значительно больше тепла уносится при принудительной конвекции, когда движение воздуха создаётся внешней причиной (вентилятор, ветер). В этом случае конвекция может стать основной причиной потери тепла.

Количество тепла, теряемое телом за счёт конвекции можно также вычислить по формуле (13), но коэффициент к в этом случае будет зависеть, в первую очередь, от скорости движения воздуха.

• Излучение тоже играет существенную толь в теплоотдаче. В обычных комнатных условиях (в том числе, в учебной аудитории) люди путём излучения теряют до 60% тепла. Излучение человека лежит в области инфракрасных лучей (длины волн в диапазоне 3 – 20 микрометров).

Количество тепла, теряемое телом за счёт излучения, вычисляется по формуле:

QИЗЛ = σ·( T14 – T24).S.t (14).

Здесь σ = 5,6.10 –8 (в системе СИ; запоминать число не надо), Т1 –температура поверхности тела, Т2 – температура окружающих тел. Тут, однако, надо заметить следующее. Воздух почти прозрачен для инфракрасных лучей, поэтому за Т2 надо брать не температуру воздуха в помещении, а температуру стен, а она может быть заметно ниже температуры воздуха. Например, вполне реальна ситуация, когда лежащий на столе термометр показывает больше 200С (то есть температуру воздуха), а люди в помещении мёрзнут, потому что стены холодные.

При высокой наружной температуре на первый план выступает отдача тепла за счёт испарения. Когда наружная температура приближается к температуре тела, все рассмотренные ранее способы теплоотдачи не работают, потому что разность температур, от которой зависит перенос тепла, делается малой или даже может стать отрицательной.

Количество тепла, уносимое из организма за счёт испарения, можно подсчитать по формуле:

QИСП = L· m (15),

где m – масса испарившейся воды, L – удельная теплота испарения воды (2,25.106 Дж.кг –1; запоминать число не надо). У человека испарение, в основном, связано с потоотделением; кроме того, заметную роль играет испарение воды в лёгких. Надо подчеркнуть, что следует учитывать именно количество испарившейся воды, потому что далеко не весь пот фактически испаряется. Здесь очень большое значение имеет влажность воздуха и скорость его движения.

При умеренных и низких температурах испарение тоже уносит часть тепла (в основном, за счёт испарения в лёгких), но большее значение имеют конвекция и излучение.

3) Температурный гомеостаз.

Температура тела человека и многих животных поддерживается постоянной с достаточно высокой точностью. Это свойство организма называют температурным гомеостазом.

4) Способы терморегуляции.

Постоянство температуры тела обеспечивается выработавшейся в ходе эволюции системой терморегуляции. Различают химическую и физическую терморегуляцию.

Химическая терморегуляция основана на изменении скорости и характера биологического окисления. Например, при переохлаждении организма выделяются гормоны, ускоряющие окисление. Кроме того, происходит разобщение окисления и синтеза АТФ: на синтез АТФ идёт не 50% энергии, выделяющейся при окислении, а меньше. Соответственно, больший процент энергии превращается в тепло; организм согревается. Однако, изменение характера биологического окисления неблагоприятно сказывается на состоянии организма, поэтому, как правило, химическая терморегуляция включается лишь в экстремальных ситуациях.

Физическая терморегуляция (играющая в большинстве случаев основную роль) осуществляется за счёт изменения характера кровообращения. При понижении температуры тела сужаются артериолы и мелкие артерии в коже и подкожной клетчатке. Приток крови к поверхности тела уменьшается (это проявляется в том, что кожа белеет). Как следствие, уменьшается передача тепла от внутренних органов и мышц к поверхности тела и отдача тепла в окружающую среду. При повышении температуры тела сосуды расширяются (кожа краснеет), с усилением кровотока увеличивается теплоотдача. Например, в пальцах количество протекающей крови в зависимости от температуры может меняться в сотни раз! При повышении температуры существенное значение имеет также усиленное потоотделение.

studfiles.net

• 
  Крановый редуктор
• 
  Тип дорожной одежды
• 
  Схема холодильной установки
• 
  Как сделать раму для машины
• 
  Общее устройство грузового автомобиля
• 
  Кожух двигателя
• 
  260 р
• 
  Маз 544018
• 
  Маз 437130
• 
  Резание металла
• 
  Грузоподъемность бычок