В каких телах теплопередача может происходить излучением: Теплопередача

виды теплопередачи questions & answers for quizzes and worksheets

Browse from millions of quizzes

QUIZ

78%

accuracy

play

Виктория
Лунегова

2 years

Виктория Лунегова

play

30 questions

No student devices needed. Know more

30
questions

Show Answers

See Preview

1. Multiple-choice
20 seconds
1 pt
№ 1. Каким из способов происходит теплопередача в жидкостях?
А. Теплопроводность. Б. Конвекция. В. Излучение.
1)А
2)Б
3)В
2. Multiple-choice
20 seconds
1 pt
№ 2. Какие виды теплопередачи не сопровождаются переносом вещества?
А. Конвекция и теплопроводность. Б. Излучение и конвекция. В. Теплопроводность и излучение.
1)А
2)Б
3)В
3. Multiple-choice
20 seconds
1 pt
Каким способом осуществляется теплопередача от Солнца к Земле?
1) Теплопроводностью 2) Конвекцией 3) Излучением 4) Всеми этими способами
1)1
2)2
3)3
4)4
4. Multiple-choice
20 seconds
1 pt
Перенос энергии потоками жидкости или газа называется …
теплопроводность
излучение
конвекция
парообразование
5. Multiple-choice
20 seconds
1 pt
В твёрдых телах теплопередача может осуществляться путём …
конвекции
излучения и конвекции
теплопроводности
конвекции и теплопроводности
6. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Теплопередача между телами, разделёнными безвоздушным пространством, может происходить …
только теплопроводностью
только конвекцией
только излучением
всеми тремя способами
7. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Какой (-ие) из видов теплопередачи не сопровождается (-ются) переносом вещества?
только теплопроводность
только конвекция
только излучение
только теплопроводность и излучение
8. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Благодаря каким видам теплопередачи в ясный летний день нагревается вода в водоёмах?
только теплопроводность
только конвекция
излучение и теплопроводность
конвекция и теплопроводность
9. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Каким способом теплопередачи происходит нагревание воды в кастрюле на газовой плите?
Теплопроводности
Конвекции
Излучении
10. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Теплопроводность — это…
…явление изменения внутренней энергии тел.
…явление передачи внутренней энергии в результате теплового движения и взаимодействия частиц.
…распространение внутренней энергии по телу.
…нагревание одних тел и охлаждение других при их взаимодействии.
11. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Какие твёрдые тела обладают хорошей теплороводностью?
Пластмассовые.
Деревянные.
Резиновые.
Метеллические.
12. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
В каком состоянии — твёрдом, жидком, газообразном — вещество обладает наибольшей теплопроводностью?
Жидком.
Твёрдом.
Газообразном.
13. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Какие вещества из названных здесь обладают плохой теплопроводностью?
Резина, солома, шерсть и бумага.
Картон, воздух, латунь и шерсть.
Резина, мех, сталь и бумага.
Картон, пробка, цинк и медь.
14. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Какие из перечисленных ниже веществ обладают хорошей теплопроводностью?
Воздух, сталь, бумага и вода.
Стекло, железо, медь и водяной пар.
Медь, свинец, латунь и стекло.
Медь, серебро, чугун и алюминий.
15. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Конвекция — это. ..
…явление циркуляции жидкости и газа.
…вид теплопередачи, отличающийся от теплопроводности.
…явление нагревания или охлаждения газов и жидкостей.
…вид теплопередачи, при которой энергия переносится струями жидкости или газа.
16. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
В каких телах — твёрдых, жидких, газообразных — возможна теплопередача конвекцией?
В твёрдых и жидких.
В жидких и газообразных.
В газообразных и твёрдых.
Во всех.
17. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Почему для возникновения конвекции в жидкости её надо подогреть снизу?
Иначе жидкость не прогреется.
Потому что нагретые верхние слои жидкости, как более лёгкие, останутся наверху.
Потому что подогревать сверху неудобно.
18. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
На каком способе теплопередачи основано водяное отопление?
Теплопроводности.
Конвекции.
Излучении.
19. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Благодаря какому способу теплопередачи нагреваются нижние слои атмосферы?
Теплопроводности.
Конвекции.
Излучению.
20. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Каким способом осуществляется теплопередача от Солнца к Земле?
Теплопроводностью.
Конвекцией.
Излучением.
Всеми этими способами.
21. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Чтобы поверхность тела, например дирижабля, как можно меньше нагревалась Солнцем, её покрывают краской. Какую краску следует выбрать для этого?
Чёрную.
Синюю.
Красную.
Серебристую.
22. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Зимой в меховой шубе человеку тепло потому, что …
в шубе большой массы сохраняется много тепла и она отдает его понемногу человеку
в мехе много воздуха с хорошей теплопроводностью; имеющееся в мехе тепло передается человеку
в мехе много воздуха с малой теплопроводностью; это способствует сохранению тепла, выделяемого телом человека
мех обладает способностью повышать температуру любого тела, находящегося внутри него
23. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Что показывает опыт?
Разные металлы по-разному проводят теплоту
Частицы вещества действуют друг на друга
Теплота распространяется от пламени по стержню
24. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
При теплопроводности …
происходит нагревание тела
энергия распространяется от частицы к частице
распространение внутренней энергии по телу
25. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Опыт показывает, что …
разные металлы по-разному проводят теплоту
теплота распространяется от пламени по стержню
энергия распространяется от частицы к частице
26. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Опыт показывает, что …
самую высокую теплопроводность имеет железо
самую высокую теплопроводность имеет медь
все металлы имеют одинаковую теплопроводность
27. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
В какой среде не может быть теплопроводности: в пустоте (1), газе (2), жидкости (3), твердом теле (4)?
28. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Чай одинаковой температуры пьют из фарфоровой и металлической кружки. Чай из какой кружки сильнее обожжёт вам губы?
из фарфоровой
из металлической
одинаково
29. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
При одинаковой температуре гранита и кирпича гранит на ощупь холоднее кирпича. Какой из материалов обладает лучшей теплопроводностью?
гранит
кирпич
теплопроводность одинакова
30. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Зачем используют в окнах рамы с двойными стеклами?
Чтобы в дом входило меньше тепла летом и больше зимой
Слой воздуха между стеклами имеет меньшую теплопроводность, чем тонкое твердое стекло
Слой воздуха между стеклами имеет большую теплопроводность, чем тонкое твердое стекло
Двойные стекла нужны для прочности
Expore all questions with a free account
Already have an account?

виды теплопередачи questions & answers for quizzes and worksheets

Browse from millions of quizzes

QUIZ

62%

accuracy

plays

ЕленаБорисовна
Майорова

4 years

ЕленаБорисовна Майорова

plays

30 questions

No student devices needed. Know more

30
questions

Show Answers

See Preview

1. Multiple-choice
20 seconds
1 pt
№ 1. Каким из способов происходит теплопередача в жидкостях?
А. Теплопроводность. Б. Конвекция. В. Излучение.
1)А
2)Б
3)В
2. Multiple-choice
20 seconds
1 pt
№ 2. Какие виды теплопередачи не сопровождаются переносом вещества?
А. Конвекция и теплопроводность. Б. Излучение и конвекция. В. Теплопроводность и излучение.
1)А
2)Б
3)В
3. Multiple-choice
20 seconds
1 pt
Каким способом осуществляется теплопередача от Солнца к Земле?
1) Теплопроводностью 2) Конвекцией 3) Излучением 4) Всеми этими способами
1)1
2)2
3)3
4)4
4. Multiple-choice
20 seconds
1 pt
Перенос энергии потоками жидкости или газа называется …
теплопроводность
излучение
конвекция
парообразование
5. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
В твёрдых телах теплопередача может осуществляться путём . ..
конвекции
излучения и конвекции
теплопроводности
конвекции и теплопроводности
6. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Теплопередача между телами, разделёнными безвоздушным пространством, может происходить …
только теплопроводностью
только конвекцией
только излучением
всеми тремя способами
7. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Какой (-ие) из видов теплопередачи не сопровождается (-ются) переносом вещества?
только теплопроводность
только конвекция
только излучение
только теплопроводность и излучение
8. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Благодаря каким видам теплопередачи в ясный летний день нагревается вода в водоёмах?
только теплопроводность
только конвекция
излучение и теплопроводность
конвекция и теплопроводность
9. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Каким способом теплопередачи происходит нагревание воды в кастрюле на газовой плите?
Теплопроводности
Конвекции
Излучении
10. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Теплопроводность — это…
…явление изменения внутренней энергии тел.
…явление передачи внутренней энергии в результате теплового движения и взаимодействия частиц.
…распространение внутренней энергии по телу.
…нагревание одних тел и охлаждение других при их взаимодействии.
11. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Какие твёрдые тела обладают хорошей теплороводностью?
Пластмассовые.
Деревянные.
Резиновые.
Метеллические.
12. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
В каком состоянии — твёрдом, жидком, газообразном — вещество обладает наибольшей теплопроводностью?
Жидком.
Твёрдом.
Газообразном.
13. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Какие вещества из названных здесь обладают плохой теплопроводностью?
Резина, солома, шерсть и бумага.
Картон, воздух, латунь и шерсть.
Резина, мех, сталь и бумага.
Картон, пробка, цинк и медь.
14. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Какие из перечисленных ниже веществ обладают хорошей теплопроводностью?
Воздух, сталь, бумага и вода.
Стекло, железо, медь и водяной пар.
Медь, свинец, латунь и стекло.
Медь, серебро, чугун и алюминий.
15. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Конвекция — это…
…явление циркуляции жидкости и газа.
…вид теплопередачи, отличающийся от теплопроводности.
…явление нагревания или охлаждения газов и жидкостей.
…вид теплопередачи, при которой энергия переносится струями жидкости или газа.
16. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
В каких телах — твёрдых, жидких, газообразных — возможна теплопередача конвекцией?
В твёрдых и жидких.
В жидких и газообразных.
В газообразных и твёрдых.
Во всех.
17. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Почему для возникновения конвекции в жидкости её надо подогреть снизу?
Иначе жидкость не прогреется.
Потому что нагретые верхние слои жидкости, как более лёгкие, останутся наверху.
Потому что подогревать сверху неудобно.
18. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
На каком способе теплопередачи основано водяное отопление?
Теплопроводности.
Конвекции.
Излучении.
19. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Благодаря какому способу теплопередачи нагреваются нижние слои атмосферы?
Теплопроводности.
Конвекции.
Излучению.
20. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Каким способом осуществляется теплопередача от Солнца к Земле?
Теплопроводностью.
Конвекцией.
Излучением.
Всеми этими способами.
21. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Чтобы поверхность тела, например дирижабля, как можно меньше нагревалась Солнцем, её покрывают краской. Какую краску следует выбрать для этого?
Чёрную.
Синюю.
Красную.
Серебристую.
22. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Зимой в меховой шубе человеку тепло потому, что . ..
в шубе большой массы сохраняется много тепла и она отдает его понемногу человеку
в мехе много воздуха с хорошей теплопроводностью; имеющееся в мехе тепло передается человеку
в мехе много воздуха с малой теплопроводностью; это способствует сохранению тепла, выделяемого телом человека
мех обладает способностью повышать температуру любого тела, находящегося внутри него
23. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Что показывает опыт?
Разные металлы по-разному проводят теплоту
Частицы вещества действуют друг на друга
Теплота распространяется от пламени по стержню
24. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
При теплопроводности …
происходит нагревание тела
энергия распространяется от частицы к частице
распространение внутренней энергии по телу
25. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Опыт показывает, что …
разные металлы по-разному проводят теплоту
теплота распространяется от пламени по стержню
энергия распространяется от частицы к частице
26. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Опыт показывает, что …
самую высокую теплопроводность имеет железо
самую высокую теплопроводность имеет медь
все металлы имеют одинаковую теплопроводность
27. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
В какой среде не может быть теплопроводности: в пустоте (1), газе (2), жидкости (3), твердом теле (4)?
28. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Чай одинаковой температуры пьют из фарфоровой и металлической кружки. Чай из какой кружки сильнее обожжёт вам губы?
из фарфоровой
из металлической
одинаково
29. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
При одинаковой температуре гранита и кирпича гранит на ощупь холоднее кирпича. Какой из материалов обладает лучшей теплопроводностью?
гранит
кирпич
теплопроводность одинакова
30. Multiple-choice
30 seconds
1 pt
Зачем используют в окнах рамы с двойными стеклами?
Чтобы в дом входило меньше тепла летом и больше зимой
Слой воздуха между стеклами имеет меньшую теплопроводность, чем тонкое твердое стекло
Слой воздуха между стеклами имеет большую теплопроводность, чем тонкое твердое стекло
Двойные стекла нужны для прочности
Expore all questions with a free account
Already have an account?

термодинамика.

Теплопередача излучением и ее связь с температурой

спросил
8 лет, 2 месяца назад

Изменено
3 года, 11 месяцев назад

Просмотрено
2к раз

$\begingroup$

Мой вопрос: если тело и окружающая среда имеют одинаковую температуру, будет ли это тело по-прежнему терять тепло с точки зрения излучения? Если да, то что такое тепло.
Тепло определяется как поток энергии между одной системой и другой или между системой и ее окружением в силу разницы температур.
поэтому никакого потока энергии не произойдет, если разница температур между телом и окружающей его средой равна нулю. Так что радиации быть не должно. Но Стефан-Больцман подразумевает, что энергия излучения зависит только от абсолютной температуры тела. Таким образом, мое замешательство?

Другой вопрос: я узнал, что тепло передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Является ли это универсальным для всех способов теплопередачи? Если 2 тела разделены вакуумом, будет ли горячее тело терять тепло за счет излучения, а холодное тело поглощать это тепло? Итак, когда оба этих тела имеют одинаковую температуру, не должно происходить никакого излучения, поскольку они находятся в тепловом равновесии? Это то, что считается температурой вакуума, разделяющего два тела. Есть ли у него температура или она не определена?

термодинамика

$\endgroup$

$\begingroup$

Сначала я отвечу на ваш второй вопрос, потому что тогда ваш первый будет проще. Короче говоря, да, уравновешивание температуры между двумя телами абсолютно универсально — оно не зависит от того, как передается тепло, и, в частности, относится к переносу излучения. И действительно, как только два тела достигли теплового равновесия посредством переноса излучения, излучение между ними имеет температуру, совпадающую с температурой двух тел.

Теперь представим себе, что два тела приходят в лучистое равновесие. Будем говорить, что одна из них — это полая сфера, а другая — внутри нее, потому что тогда нам не нужно учитывать окружающую среду (к чему я скоро вернусь). Внутреннее тело будет выделять тепло со скоростью, пропорциональной его температуре в четвертой степени, и это совершенно не зависит от температуры его окружения. Но он также поглощает тепло со скоростью и в зависимости от температуры окружающей среды. (Это пропорционально четвертой степени температуры внешнего тела.) Поэтому, когда они приходят в равновесие, внутреннее тело отдает и получает тепло с одинаковой скоростью. Излучение все еще происходит, но теплового потока нет, потому что входящее излучение нейтрализует исходящее излучение, поэтому чистого потока энергии нет. Это ответ на ваш первый вопрос. 94$ очень быстро возрастает с ростом $T$, передача лучистой энергии из окружающей среды часто настолько мала, что в этом случае ею можно пренебречь. В частности, для тела в космосе, которое не подвергается воздействию солнечного света, релевантным входящим излучением является космический микроволновый фон, который имеет температуру всего 3 Кельвина и может быть проигнорирован для большинства целей.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Физиология, потеря тепла — StatPearls

Введение

Первый закон термодинамики гласит, что накопление тепла равно изменению метаболической энергии за вычетом потери тепла. Управление внутренней температурой тела имеет важное значение для выживания, потому что ферменты не работают оптимально при температурах за пределами строгого диапазона. Обнаженное человеческое тело предпочитает температуру окружающей среды от 20 до 25 градусов по Цельсию. Однако температура окружающей среды может широко варьироваться, и тем не менее внутренняя температура тела может оставаться в пределах от 36,1 до -37,2 градусов по Цельсию. За эту приспособляемость отвечают внутренние механизмы терморегуляции. что способствует выживанию при температуре окружающей среды от 55 до 130 градусов по Фаренгейту.[1] В данной статье будут обсуждаться физиологические механизмы потери тепла, способствующие поддержанию теплового гомеостаза.

Проблемы, вызывающие озабоченность

Клинические проявления недостаточной теплоотдачи[2]

Тепловой удар:

Дисфункция центральной нервной системы
Отсутствие пота
Центральная температура тела выше 40°С
Кожа: красная, горячая, сухая
Тошнота/рвота
Быстрый сильный пульс
Тепловой обморок

Тепловое истощение:

Головокружение или, возможно, обморок
Температура тела от 37 до 40°C
Чрезмерное потоотделение : Прохладный, бледный, липкий
Тошнота/рвота
Быстрота слабый пульс
Мышечные спазмы, связанные с жарой

Клинические проявления чрезмерной потери тепла[3]

Гипотермия:

Центральная температура тела ниже 35°С
Тяжелая гипотермия: менее 28°С
Изменение психического статуса
Потеря сознания
Злокачественные нарушения сердечного ритма
Неспособность дрожать

Другие причины нарушения теплоотдачи:

Гипогидротическая эктодермальная дисплазия[4]

Врожденное отсутствие или нарушение функции потовых желез
Пониженная устойчивость к высоким температурам, требующая испарительного охлаждения
Использование изменений окружающей среды для контроля теплового воздействия

Клеточный уровень

Тепло вырабатывается на клеточном уровне в результате метаболизма. Скорость основного обмена увеличивается за счет гормонов щитовидной железы, симпатической стимуляции, мышечной активности и химической активности внутри клеток. Когда клеточный метаболизм высок, существует большая потребность в АТФ. Во время гидролиза высокоэнергетических АТФ-связей часть полученной энергии рассеивается в виде тепла.[5] Чтобы проиллюстрировать влияние температуры окружающей среды на клеточную функцию, в состоянии гипотермии (внутренняя температура тела ниже 35 градусов по Цельсию) скорость выработки клеточного тепла снижается в 2 раза на каждые 10 градусов по Фаренгейту снижения температуры тела. [6] При гипертермии происходит денатурация белков, что приводит к нарушению клеточной функции, а высвобождение медиаторов воспаления увеличивает проницаемость желудочно-кишечного тракта, что приводит к высвобождению эндотоксинов в кровоток. Потеря тепла и производство должны оставаться сбалансированными, чтобы избежать этой патофизиологии. Скорость теплоотдачи определяется скоростью теплопроводности от тканей организма к коже через кровь и скоростью передачи тепла от кожи в окружающую среду по одному из четырех механизмов теплоотдачи.

Развитие

Потеря тепла у новорожденных[7][8]

Минимизация теплопотерь у новорожденного играет центральную роль в снижении заболеваемости и смертности в неонатальный период и является одной из важнейших стратегий оптимального развития младенца. Несколько особенностей физиологии новорожденных способствуют повышенному риску потери тепла. Чем меньше размер младенца, тем больше отношение площади поверхности к массе тела, что способствует большей потере тепла посредством теплопроводности. Новорожденные также имеют меньше подкожного жира, чтобы обеспечить теплоизоляцию и большее содержание воды в организме. Кровоток у новорожденных также изменяется, что приводит к периферическому цианозу. Наконец, новорожденные не могут активировать свои мышцы для дрожи и должны полагаться на термогенез без дрожи в буром жире.

Наиболее значительная потеря тепла происходит сразу после рождения. Наибольшая потеря тепла при рождении происходит при испарении амниотической жидкости с кожи. Кондуктивная потеря тепла происходит, когда ребенка кладут на более холодную поверхность, например на весы или стол. Ребенок может рефлекторно свернуться калачиком в позе эмбриона, чтобы уменьшить площадь контакта с более холодной поверхностью и минимизировать потери тепла. Воздушный поток через помещение вызывает конвективную потерю тепла. Излучение является наиболее значительным источником потери тепла после рождения и на протяжении всего остального периода развития. Если не принять надлежащих мер по уменьшению потери тепла сразу после рождения, температура новорожденного может упасть на 2–4 градуса по Цельсию в течение первых 20 минут.

Вовлеченные системы органов

Основным органом, участвующим в потере тепла, является кожа, на которую приходится примерно 90% потери тепла. Кожа является самым большим органом в организме человека. Терморецепторы в коже состоят из свободных нервных окончаний с чувствительными аксонами, передающими информацию в спинной мозг. Различные типы катионных каналов активируются в нервах в зависимости от температуры. Например, болезненно низкие температуры активируют TRPA1, тогда как жгучая боль активирует каналы TRPV1/2.[9]] Сенсорные аксоны представляют собой миелинизированные А-дельта-волокна для низких температур или немиелинизированные С-волокна для теплых температур. Чрезвычайно высокие температуры активируют ноцицепторы, а не терморецепторы. С-волокна обеспечивают быструю рефлекторную дугу в спинном мозге, активируя поведенческую реакцию отказа от вредного раздражителя. Спинной мозг посылает температурный сигнал в преоптический передний гипоталамус, который является терморегуляторным центром головного мозга. Проекции от гипоталамуса идут к вентромедиальному таламическому ядру и, наконец, к коре головного мозга для сознательного восприятия.

Поведение — наиболее эффективная реакция на изменение температуры. Поведенческие изменения, вызванные чрезмерной потерей тепла, включают добавление слоев одежды, скручивание калачиком, чтобы свести к минимуму открытую площадь поверхности, или стояние рядом с источником тепла, чтобы увеличить получение тепла за счет излучения. Чтобы свести к минимуму выделение тепла при перегреве, поведенческой реакцией будет снижение физической активности и увеличение потери тепла за счет конвекции, стоя рядом с вентилятором.

Другие изменения эфферентного выброса гипоталамуса включают регулировку симпатического оттока через промежуточно-латеральный столб к подкожным сосудам. Уменьшается симпатический отток к сосудам, вызывая вазодилатацию, чтобы избежать потери тепла. Вазодилатация приводит к открытию артериол и артериовенозных анастомозов, что заметно увеличивает кровоток, способствуя большей передаче тепла к поверхности кожи. Термический градиент между относительно более прохладной средой приводит к излучению тепла от поверхности кожи в окружающий воздух. Кроме того, снижение симпатического оттока через ретикулярную формацию к вентральным рогам спинного мозга и скелетным мышцам приводит к отключению термогенеза при дрожи. Потовые железы имеют мускариновые рецепторы, активируемые ацетилхолином для усиления потери тепла при испарении и других термогенных сигнализаторов, таких как гормон щитовидной железы, а выброс катехоламинов надпочечниками будет уменьшаться, чтобы снизить метаболическую активность.

Функция

Люди — теплокровные животные, что означает, что мы можем изменять наш метаболизм, чтобы поддерживать равное производство тепла и теплоотдачу; это клинически значимо, потому что все системы органов зависят от стабильной внутренней температуры тела, чтобы хорошо работать на клеточном уровне. При экстремальных температурах эффективность ферментов и способность к диффузии снижаются, что снижает доступность клеточной энергии и потоки мембранных ионов, которые управляют клеточной активностью. Клинически это проявляется снижением уровня сознания и дезорганизацией поведения.[5][15]

Существуют экологические и гормональные воздействия, вызывающие менее экстремальные колебания температуры, такие как циркадный ритм, вызывающий суточные колебания с самой низкой температурой между 3:00 и 6:00 утра и пиковой температурой через 12 часов. У детей суточные колебания больше, чем у взрослых.[16][17] Во время эстрогеновой фазы менструального цикла внутренняя температура падает, тогда как прогестерон повышает температуру тела. Организм может справляться с этими физиологическими изменениями и более экстремальными колебаниями температуры благодаря вегетативной терморегуляции внутренней температуры тела. Внутренняя температура тела остается постоянной, тогда как внешняя температура тела изменяется в зависимости от окружающей среды. Оболочка состоит из кожи и подкожного жира. В теплой среде температура скорлупы ближе к температуре ядра. В холодной среде существует больший температурный градиент между оболочкой и ядром, поэтому оболочка «утолщается». Толщина оболочки является результатом близости подкожного кровотока к поверхности. В холоде сосуды сужаются, поэтому приток крови к коже уменьшается, что позволяет ей охладиться до температуры окружающей среды. Поскольку температура оболочки уравновешивается температурой окружающей среды, температурный градиент уменьшается, что предотвращает потерю тепла. Толщина или изолирующая способность оболочки варьируется в зависимости от потребностей тела в теплообмене, поскольку кожа является основным теплообменником. ]

Механизм

Потери тепла происходят по четырем механизмам: испарение, конвекция, теплопроводность и излучение. Тепло, генерируемое основными тканями тела, перемещается к вазодилатированным поверхностным капиллярам кожи, а температурный градиент между конечностями и окружающей средой вызывает передачу тепла окружающему воздуху, в основном за счет излучения. Излучение является наиболее значительным источником, на долю которого приходится около 60% потерь тепла. Основные ткани тела передают тепло в подкожных кровеносных сосудах, которые излучают инфракрасные лучи с поверхности кожи, теряя тепло за счет излучения. Испарение является следующим основным источником, на долю которого приходится около 22% потерь тепла. Испарение воды требует энергии и потребляет тепло, что способствует потере тепла. Этот процесс происходит даже тогда, когда тело не потеет. Тело зависит от испарения для рассеивания тепла, когда температура окружающей среды выше температуры кожи или когда конвекция и излучение недостаточны. Наконец, теплопроводность и конвекция составляют примерно 15% потерь тепла. Проводимость – это потеря молекулярной кинетической энергии в виде тепла от кожи к окружающей среде. Различные среды передают тепло теплопроводностью с разной скоростью. Например, проводимость воды в 100 раз выше, чем у воздуха. Излучение и теплопроводность могут способствовать потере тепла, если температура кожи выше температуры окружающей среды. При чрезвычайно высокой температуре кожи (более 43°C) единственным механизмом отвода тепла является испарение.[5]

Патофизиология

Снижение терморегуляторной способности пожилых людей[20]

В процессе старения симпатическая реакция на холодную среду притупляется, что снижает скорость разряда симпатических нервов в сосудистую сеть кожи. Кроме того, из-за увеличения активных форм кислорода (АФК) снижается доступность BH, который является важным кофактором в производстве норадреналина, поэтому сам симпатический нейротрансмиттер находится в дефиците. Сосудорасширяющая реакция на тепло также нарушается из-за АФК, которые могут ограничивать функцию синтазы оксида азота. Поэтому пожилые люди подвержены риску как гипотермии, так и гипертермии.

Учитывая, что терморегуляция включает в себя нечто большее, чем адаптацию кожного кровотока к изменению температуры окружающей среды, важно учитывать другие физиологические ограничения пожилых людей, которые подвергают их риску недостаточной терморегуляции. Ожидаемое увеличение сердечного выброса в ответ на жару у пожилых людей снижается из-за снижения чувствительности бета-адренорецепторов сердца. Меньший почечный и чревный кровоток также перенаправляется на кожу из-за сниженного симпатического тонуса. Истончение кожи, которое происходит с возрастом, снижает васкуляризацию и ограничивает эффективность кожи как изолятора или теплообменника. Потовые железы менее продуктивны, и заболеваемость обезвоживанием усугубляет эту проблему у пожилых людей. Термогенез снижается из-за уменьшения массы скелетных мышц, вызывающих озноб, атрофию массы коричневой ткани, эндокринную недостаточность и сердечно-легочные проблемы, ограничивающие доступный кислород для потребления при выработке тепла. Потеря периферических нервных волокон и более низкая скорость проведения способствуют снижению тепловой чувствительности, которая развивается от дистального к проксимальному пути. По непонятным причинам поведенческая терморегуляция, по-видимому, нарушена и у пожилых людей, и они, как правило, предпочитают более теплую окружающую среду.

Средняя разница между внутренней температурой тела молодого взрослого человека и взрослого человека пожилого возраста составляет приблизительно 0,4°C; это важное клиническое соображение при обследовании пожилых людей на лихорадку, поскольку исходная температура у них ниже. Одно исследование пациентов домов престарелых выявило увеличение частоты инфекционной лихорадки у пожилых людей, когда порог лихорадки был снижен до 37,2°C/99°F, или на 1,1°C/2°F выше исходного уровня. Поэтому клинически важно помнить о физиологических различиях в терморегуляции между пожилыми и молодыми взрослыми пациентами.

Тепловая акклиматизация[21]

Люди, живущие в тропических регионах, демонстрируют более высокую устойчивость к жаре, чем люди, живущие в регионах с более умеренным климатом. Их внутренняя температура тела одинакова, но их порог терморегуляторной реакции на тепло примерно на 0,5°C выше; это связано с адаптацией потовых желез. Потери тепла при испарении постепенно увеличиваются, как и секреция альдостерона. Результатом является повышенный уровень менее соленого пота и результирующая жажда из-за повышенной концентрации NaCl в плазме.

Клиническое значение

Периоперационная гипотермия[22][21]

Общая и регионарная анестезия вызывает гипотермию, которая является наиболее частым периоперационным тепловым нарушением. Летучие анестетики способствуют потере тепла за счет вазодилатации и прямого нарушения терморегуляции гипоталамуса. Опиоиды вносят свой вклад, угнетая симпатический тонус и, следовательно, снижая способность к терморегуляции посредством вазоконстрикции. Гипоталамическая депрессия приводит к увеличению межпорогового диапазона между температурами, при которых система терморегуляции индуцирует реакцию на холод или тепло. Увеличенный межпороговый диапазон приводит к снижению способности приспосабливаться к повышенной потере тепла из-за вазодилатации, вызванной лекарственными препаратами. Из-за влияния гипотермии на метаболизм лекарств важным клиническим соображением является снижение минимальной альвеолярной концентрации летучих анестетиков на 5% на каждый градус С ниже нормы.

Три фазы снижения температуры после индукции общей анестезии:

Фаза 1
- В течение первых 30 минут
- Перераспределение тепла тела от ядра к коже
- Наибольшее снижение температуры, опосредованное излучением
90 018
Фаза 2
- Приблизительно 1 час
- Внутренняя температура снижается линейно с меньшей скоростью
Этап 3
- Приблизительно от 3 до 5 часов
- Теплоотдача равна теплопродукции
- Терморегуляция восстановлена

9001 9

Из-за ранее упомянутых последствий гипотермии крайне важны меры предосторожности в периоперационном периоде для предотвращения потери тепла. К ним относятся мониторинг температуры, предварительное согревание, поддержание температуры в операционной ниже 24°C во время индукции, положение пациента с подогнутыми конечностями, когда это возможно, и подогрев внутривенных жидкостей.

Тепловой удар[21]

Тепловой удар — неотложное клиническое состояние, требующее немедленного удаления пациента из зоны высокой температуры, активации протокола ATLS и принятия мер по охлаждению в ожидании транспортировки. Методы внешнего охлаждения включают испарительное охлаждение с распылением воды на кожу пациента при обдувании теплым воздухом. Погружение в ванну со льдом или прикладывание пакетов со льдом к подмышечным впадинам, паху, шее и голове также эффективны. При выполнении иммерсивного охлаждения необходимо учитывать дрожь при охлаждении кожи ниже 30°С и трудности с доступом к пациенту, если холодная вода вызывает рефлекторную брадикардию. Методы внутреннего охлаждения включают промывание желудка, мочевого пузыря и прямой кишки или даже искусственное кровообращение. Меры по охлаждению должны прекратиться, когда внутренняя температура тела достигнет 38°С.

Патофизиология теплового удара связана с недостаточностью механизмов потери тепла организмом. В экстремальных условиях жары тело полагается на испарительное охлаждение, потому что между кожей и окружающей средой существует недостаточный температурный градиент для облегчения проводимости или излучения. Однако, если влажность также чрезвычайно высока, испарение также ограничено. Объем работы, выполняемой в данной среде, является еще одним фактором, влияющим на риск теплового удара. Например, когда человек выполняет тяжелую работу, температура окружающей среды может опускаться до 29 градусов..4 градуса Цельсия, чтобы вызвать тепловой удар. Таким образом, тепловой удар возникает в результате неблагоприятного баланса температуры окружающей среды, влажности и уровня физической работы. Можно избежать теплового удара, принимая соответствующие меры предосторожности, и необходима осторожность при воздействии более жаркого климата.

Контрольные вопросы

Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.
Комментарий к этой статье.

Каталожные номера

1.: Курц А. Физиология терморегуляции. Best Pract Res Clin Anaesthesiol. 2008 дек.; 22(4):627-44. [PubMed: 19137807]
2.: Американский колледж спортивной медицины. Армстронг Л.Э., Casa DJ, Миллард-Стаффорд М., Моран Д.С., Пайн С.В., Робертс В.О. Позиционный стенд Американского колледжа спортивной медицины. Тепловая болезнь при физической нагрузке во время тренировок и соревнований. Медицинские спортивные упражнения. 2007 март; 39 (3): 556-72. [PubMed: 17473783]
3.: Нунан Б., Бэнкрофт Р.В., Дайнс Дж.С., Беди А. Тепловые и холодовые травмы у спортсменов: оценка и лечение. J Am Acad Orthop Surg. 2012 дек; 20(12):744-54. [В паблике: 23203934]
4.: Рейес-Реали Дж., Мендоса-Рамос М. И., Гарридо-Герреро Э., Мендес-Катала С.Ф., Мендес-Крус А.Р., Посо-Молина Г. Гипогидротическая эктодермальная дисплазия: клинический и молекулярный обзор. Int J Дерматол. 2018 авг; 57 (8): 965-972. [PubMed: 29855039]
5.: Wang L, Yin H, Di Y, Liu Y, Liu J. Локальные и общие потери тепла человеком при различных температурах. Физиол Поведение. 2016 01 апреля; 157: 270-6. [PubMed: 26879106]
6.: Петроне П., Асенсио Дж.А., Марини К.П. Лечение случайной гипотермии и холодовой травмы. Текущая пробл. 2014 окт;51(10):417-31. [PubMed: 25242454]
7.: Pinheiro JMB. Профилактика гипотермии у недоношенных новорожденных – простые принципы сложной задачи. Джей Педиатр (Рио Джей). 2018 июль-август; 94 (4): 337-339. [PubMed: 29100745]
8.: Шарма Д., Шарма П., Шастри С. Золотые 60 минут жизни новорожденного: Часть 2: Доношенный новорожденный. J Matern Fetal Neonatal Med. 2017 ноябрь;30(22):2728-2733. [В паблике: 27844484]
9.: Satheesh NJ, Uehara Y, Fedotova J, Pohanka M, Büsselberg D, Kruzliak P. Токи TRPV и их роль в ноцицепции и нейропластичности. Нейропептиды. 2016 июнь; 57:1-8. [PubMed: 26825374]
10.: Омори С., Исосе С., Мисава С., Ватанабэ К., Секигути Ю., Сибуя К., Беппу М., Амино Х., Кувабара С. Вызванные потенциалы, связанные с болью, после внутриэпидермальной электрической стимуляции Волокна Aδ и C у пациентов с невропатической болью. Нейроси Рес. 2017 авг;121:43-48. [В паблике: 28322984]
11.: Dickie AC, McCormick B, Lukito V, Wilson KL, Torsney C. Воспалительная боль уменьшает замедление активности C-волокна в зависимости от пола, усиливая ноцицептивный вход в спинной мозг. Дж. Нейроски. 2017 05 июля; 37 (27): 6488-6502. [Бесплатная статья PMC: PMC5511880] [PubMed: 28576935]
12.: Stapleton JM, Poirier MP, Floris AD, Boulay P, Sigal RJ, Malcolm J, Kenny GP. Старение ухудшает потерю тепла, но когда это имеет значение? J Appl Physiol (1985). 2015 01 февраля; 118 (3): 299-309. [Бесплатная статья PMC: PMC4312844] [PubMed: 25505030]
13.: Франциско Массачусетс, Минсон, Коннектикут. Кожная активная вазодилатация как термоэффектор потери тепла. Handb Clin Neurol. 2018;156:193-209. [PubMed: 30454590]
14.: Fromy B, Josset-Lamaugarny A, Aimond G, Pagnon-Minot A, Marics I, Tattersall GJ, Moqrich A, Sigaudo-Roussel D. Нарушение TRPV3 ухудшает тепло- Вызванный Вазодилатация и терморегуляция: критическая роль CGRP. Джей Инвест Дерматол. 2018 март; 138 (3): 688-696. [PubMed: 29054601]
15.: Стюарт-Фокс Д., Ньютон Э., Клюзелла-Труллас С. Тепловые последствия цвета и отражения в ближней инфракрасной области. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2017 Jul 05;372(1724) [бесплатная статья PMC: PMC5444066] [PubMed: 28533462]
16.: Rosenwasser AM, Turek FW. Нейробиология регуляции циркадных ритмов. Медицинская клиника сна. 2015 дек;10(4):403-12. [PubMed: 26568118]
17.: Ву Дж., Коэн П., Шпигельман Б.М. Адаптивный термогенез в адипоцитах: бежевый — новый коричневый? Гены Дев. 2013 01 февраля; 27 (3): 234-50. [Бесплатная статья PMC: PMC3576510] [PubMed: 23388824]
18.: Брыхта Р.Дж., Чен К.Ю. Индуцированный холодом термогенез у человека. Eur J Clin Nutr. 2017 март; 71(3):345-352. [Бесплатная статья PMC: PMC6449850] [PubMed: 27876809]
19.: Блондин Д.П., Хаман Ф. Дрожащий и недрожательный термогенез в скелетных мышцах. Handb Clin Neurol. 2018;156:153-173. [PubMed: 30454588]
20.: Blatteis CM. Возрастные изменения терморегуляции — мини-обзор. Геронтология. 2012;58(4):289-95. [PubMed: 22085834]
21.: Диас М., Беккер, DE. Терморегуляция: физиологические и клинические аспекты седации и общей анестезии. Анест Прог.