Šilumos išsklaidymas. Spinduliuotė. Šilumos laidumas. Konvekcija. Garinimas. Fiziologinis pagrindas. Šilumos perdavimas ir žmogaus šilumos reguliavimas

A. Žmogaus gyvenimas gali vykti tik siaurame temperatūrų diapazone.

Temperatūra daro didelę įtaką gyvenimo procesams žmogaus kūne ir jo fiziologiniam aktyvumui. Gyvybinius procesus riboja siauras vidinės aplinkos temperatūrų diapazonas, kuriame gali vykti pagrindinės fermentinės reakcijos. Žmogui kūno temperatūros sumažėjimas žemiau 25 ° C ir padidėjimas virš 43 ° C paprastai yra mirtinas. Nervų ląstelės yra ypač jautrios temperatūros pokyčiams.

Aukšta temperatūra sukelia stiprų prakaitavimą, dėl kurio dehidracija, mineralinių druskų ir vandenyje tirpių vitaminų praradimas. Šių procesų pasekmė - tirštėja kraujas, sutrinka druskos apykaita, skrandžio sekrecija, vystosi vitaminų trūkumas. Leidžiamas svorio praradimas garuojant yra 2–3%. Sumažėjus 6% svorio dėl garavimo, sutrinka protinis aktyvumas, o 15-20% svorio netekimas miršta. Sistemingas aukštos temperatūros poveikis sukelia širdies ir kraujagyslių sistemos pokyčius: padidėja širdies ritmas, pasikeičia kraujospūdis, susilpnėja širdies funkciniai gebėjimai. Ilgai veikiant aukštai temperatūrai, organizme gali kauptis šiluma, tuo tarpu kūno temperatūra gali pakilti iki 38–41 ° C, o sąmonės netekimas gali įvykti šilumos smūgis.

Žemos temperatūros gali būti kūno atvėsimo ir hipotermijos priežastys. Kai aušinama kūne, šilumos perdavimas refleksiškai mažėja ir padidėja šilumos gamyba. Šilumos perdavimo sumažėjimas atsiranda dėl kraujagyslių spazmo (susiaurėjimo), padidėjusio kūno audinių šiluminės varžos. Ilgalaikis žemos temperatūros poveikis sukelia nuolatinį kraujagyslių spazmą, netinkamą audinių mitybą. Šilumos išsiskyrimas aušinimo metu padidėja dėl oksidacinių medžiagų apykaitos procesų organizme (kūno temperatūros sumažėjimą 1 ° C lydi medžiagų apykaitos procesų padidėjimas 10 ° C). Veikiant žemai temperatūrai, padidėja kraujospūdis, įkvėpimo tūris ir sumažėja kvėpavimo dažnis. Kūno vėsinimas keičia angliavandenių apykaitą. Puikus vėsinimas lydimas kūno temperatūros sumažėjimo, organų ir organizmo funkcijų slopinimo.

B. Pagrindinė ir išorinė kūno dalys.

Termoreguliacijos požiūriu žmogaus kūną galima apibūdinti kaip sudarytą iš dviejų komponentų - išorinio apvalkalas ir vidinis šerdys.

ŠerdisYra kūno dalis, kurioje yra pastovi temperatūra (vidaus organai), ir apvalkalas- kūno dalis, kurioje yra temperatūros gradientas (tai yra 2,5 cm storio kūno paviršiaus audiniai). Per apvalkalą vyksta šilumos mainai tarp šerdies ir aplinkos, tai yra, apvalkalo šilumos laidumo pokyčiai lemia šerdies temperatūros pastovumą. Šilumos laidumas keičiasi keičiantis kraujo tiekimui ir kraujo tiekimui į membranos audinius.

Skirtingų šerdies dalių temperatūra yra skirtinga. Pavyzdžiui, kepenyse: 37,8-38,0 ° С, smegenyse: 36,9-37,8 ° С. Apskritai žmogaus kūno šerdies temperatūra yra 37,0 ° C. Tai pasiekiama naudojant endogeninio termoreguliacijos procesus, kurių rezultatas yra stabili pusiausvyra tarp kūne gaminamo šilumos kiekio per laiko vienetą ( šilumos produktai) ir šilumos kiekį, kurį kūnas tuo pačiu metu išsklaido į aplinką ( šilumos perdavimas).

Žmogaus odos temperatūra įvairiose vietose svyruoja nuo 24,4 ° C iki 34,4 ° C. Žemiausia temperatūra stebima ant kojų pirštų, aukščiausia - pažastyse. Remiantis temperatūros matavimais pažastyse, paprastai nustatoma kūno temperatūra tam tikru metu.

Vidutiniais duomenimis, vidutinė nuogo žmogaus temperatūra esant komfortabiliai oro temperatūrai yra 33-34 ° С. Kasdien svyruoja kūno temperatūra. Virpesių amplitudė gali siekti 1 ° C. Kūno temperatūra yra minimali ryto valandomis (3–4 valandos) ir maksimali dienos metu (16–18 valandų).

Taip pat žinomas temperatūros asimetrijos reiškinys. Jis stebimas maždaug 54% atvejų, o temperatūra kairiosios ašies ertmėje yra šiek tiek aukštesnė nei dešinėje. Asimetrija įmanoma ir kitose odos vietose, o asimetrijos laipsnis, didesnis nei 0,5 ° C, rodo patologiją.

B. Šilumos perdavimas. Šilumos susidarymo ir šilumos perdavimo pusiausvyra žmogaus kūne.

Žmogaus gyvenimo procesus lydi nuolatinis šilumos generavimas jo kūne ir generuojamos šilumos išleidimas į aplinką. Šilumos energijos mainai tarp kūno ir aplinkos yra vadinami p šilumos perdavimas. Šilumos gamyba ir šilumos perdavimas vyksta dėl centrinės nervų sistemos veiklos, kuri reguliuoja medžiagų apykaitą, kraujotaką, prakaitavimą ir griaučių raumenų veiklą.

Žmogaus kūnas yra savireguliacinė sistema su vidiniu šilumos šaltiniu, kurioje normaliomis sąlygomis šilumos gamyba (generuojamos šilumos kiekis) yra lygi į išorinę aplinką perduodamos šilumos kiekiui (šilumos perdavimui). Kūno temperatūros pastovumas vadinamas izotermija. Tai užtikrina metabolinių procesų audiniuose ir organuose nepriklausomumą nuo aplinkos temperatūros svyravimų.

Vidinė žmogaus kūno temperatūra yra pastovi (36,5–37 ° C) dėl šilumos gamybos ir šilumos perdavimo intensyvumo reguliavimo priklausomai nuo išorinės aplinkos temperatūros. O žmogaus odos temperatūra, veikiama išorinių sąlygų, gali kisti santykinai plačiame diapazone.

Žmogaus kūne per 1 valandą sukuriama tiek šilumos, kiek reikia virinant 1 litrą ledinio vandens. O jei kūnas būtų nepralaidus karščiui, tai per valandą kūno temperatūra pakiltų apie 1,5 ° C, o po 40 valandų ji pasiektų vandens virimo tašką. Atliekant sunkų fizinį darbą šilumos išsiskyrimas padidėja kelis kartus. Ir vis dėlto mūsų kūno temperatūra nesikeičia. Kodėl? Visa esmė yra formavimo ir šilumos perdavimo organizme pusiausvyra.

Šilumos balanso lygį lemiantis veiksnys yra aplinkos temperatūra. Kai jis nukrypsta nuo kūno komforto zonos, nustatomas naujas šilumos balanso lygis, užtikrinantis izotermą naujomis aplinkos sąlygomis. Tokį kūno temperatūros pastovumą suteikia mechanizmas termoreguliacija, įskaitant šilumos susidarymo ir šilumos išsiskyrimo procesus, kuriuos reguliuoja neuroendokrininis kelias.

G. Kūno termoreguliacijos samprata.

Termoreguliacija - Tai yra fiziologinių procesų rinkinys, kurio tikslas - palaikyti santykinę kūno branduolio temperatūros pastovumą kintančioje aplinkos temperatūroje, reguliuojant šilumos gamybą ir šilumos perdavimą. Termoreguliacija siekiama užkirsti kelią kūno šilumos balanso pažeidimams arba atstatyti jį, jei tokie pažeidimai jau įvyko, ir atliekama neurohumoraliniu būdu.

Manoma, kad termoreguliacija būdinga tik homoyoterminiams gyvūnams (tai apima žinduolius (įskaitant žmones) ir paukščius), kurių kūnas turi galimybę palaikyti santykinai pastovų ir gana aukštą kūno vietų temperatūrą (žinduoliuose apie 37–38 ° C). ir 40–42 ° C paukščiams) nepriklausomai nuo aplinkos temperatūros pokyčių.

Termoreguliacijos mechanizmas gali būti pavaizduotas kaip kibernetinė savivaldos sistema su atsiliepimais. Aplinkos oro temperatūros svyravimai veikia specialius receptorių darinius ( termoreceptoriai) jautrus temperatūros pokyčiams. Termoreceptoriai perduoda į termoreguliacijos centrus informaciją apie organo šiluminę būseną, savo ruožtu termoreguliacijos centrai per nervų pluoštus, hormonus ir kitas biologiškai aktyvias medžiagas keičia šilumos perdavimo ir šilumos gamybos ar kūno dalių (vietinio termoreguliacijos), ar viso kūno, lygį. Išjungus termoreguliacijos centrus specialiomis cheminėmis medžiagomis, kūnas praranda sugebėjimą palaikyti pastovią temperatūrą. Pastaraisiais metais ši savybė buvo naudojama medicinoje dirbtiniam kūno aušinimui atliekant sudėtingas širdies operacijas.

Odos termoreceptoriai.

Manoma, kad žmogus turi maždaug 150 000 šalčio ir 16 000 šiluminių receptorių, reaguojančių į vidaus organų temperatūros pokyčius. Termoreceptoriai yra odoje, vidaus organuose, kvėpavimo takuose, skeleto raumenyse ir centrinėje nervų sistemoje.

Odos termoreceptoriai greitai pritaikomi ir reaguoja ne tiek į pačią temperatūrą, kiek į jos pokyčius. Didžiausias receptorių skaičius yra galvoje ir kakle, mažiausias - galūnėse.

Šalčio receptoriai yra mažiau jautrūs, o jų jautrumo riba yra 0,012 ° C (atvėsus). Šiluminių receptorių jautrumo slenkstis yra didesnis ir siekia 0,007 ° C. Tikriausiai taip yra dėl didesnio kūno pavojaus, būtent perkaitimo.

D. Termoreguliacijos tipai.

Termoreguliaciją galima suskirstyti į du pagrindinius tipus:

1. Fizinis termoreguliacija:

- garinimas (prakaitavimas);

- radiacija (radiacija);

- Konvekcija.

2. Cheminis termoreguliacija.

- Susitraukianti termogenezė;

- Nesusitraukianti termogenezė.

Fizinis termoreguliacija (procesas, pašalinantis šilumą iš kūno) - užtikrina, kad kūno temperatūra išliktų pastovi dėl kūno šilumos perdavimo pokyčių praleidžiant pro odą (laidumas ir konvekcija), radiacijos (radiacijos) ir vandens išgarinimo. Nuolat generuojamos šilumos grąžinimas organizme yra reguliuojamas pasikeitus odos, poodinio riebalinio sluoksnio ir epidermio šilumos laidumui. Šilumos perdavimą daugiausia reguliuoja kraujotaka šilumą laidžiuose ir šilumą izoliuojančiuose audiniuose. Didėjant aplinkos temperatūrai, perduodant šilumą pradeda vyrauti garavimas.

Laidumas, konvekcija ir radiacija yra pasyvūs šilumos perdavimo keliai, pagrįsti fizikos dėsniais. Jie yra veiksmingi tik išlaikant teigiamą temperatūros gradientą. Kuo mažesnis kūno ir aplinkos temperatūrų skirtumas, tuo mažiau šilumos atiduodama. Esant tokiam pat greičiui arba esant aukštai aplinkos temperatūrai, minėti takai yra ne tik neveiksmingi, bet tuo pačiu metu ir kūnas šildomas. Tokiomis sąlygomis organizme suveikia tik vienas šilumos perdavimo mechanizmas - prakaitavimas.

Esant žemai aplinkos temperatūrai (15 ° C ir žemesnei), apie 90% dienos šilumos perdavimo įvyksta dėl šilumos laidumo ir šilumos spinduliuotės. Esant tokioms sąlygoms, matomas prakaitavimas nevyksta. Esant 18–22 ° C oro temperatūrai, šilumos perdavimas dėl šilumos laidumo ir šilumos spinduliuotės mažėja, tačiau kūno šilumos nuostoliai padidėja išgarinant drėgmę iš odos paviršiaus. Kai aplinkos temperatūra pakyla iki 35 ° C, šilumos perdavimas radiacijos ir konvekcijos būdu tampa neįmanomas, o kūno temperatūra palaikoma pastovi, vien tik išgarinant vandenį iš odos paviršiaus ir plaučių alveolių. Esant didelei drėgmei, kai sunku išgaruoti vandenį, organizmas gali perkaisti ir atsirasti šilumos smūgis.

Žmogui ramybėje esant maždaug 20 ° C oro temperatūrai ir esant 419 kJ (100 kcal) šilumos perdavimui per valandą, 66% prarandama radiacija, vandens išgarinimas - 19%, konvekcija - 15% viso kūno prarandamo šilumos nuostolio.

Cheminis termoreguliacija(procesas, užtikrinantis šilumos susidarymą kūne) - realizuojamas metabolizuojant ir šilumą gaminant tokiems audiniams kaip raumenys, taip pat kepenys, rudi riebalai, tai yra keičiant šilumos susidarymo lygį - padidinant ar sumažinant metabolizmą kūno ląstelėse. Organinių medžiagų oksidacijos metu išsiskiria energija. Dalis energijos eina ATP sintezei (adenozino trifosfatas yra nukleotidas, atliekantis nepaprastai svarbų vaidmenį keičiantis energijai ir medžiagoms organizme). Šią potencialią energiją kūnas gali panaudoti tolimesnėje veikloje. Šilumos šaltinis kūne yra visi audiniai. Kraujas, tekantis per audinį, įkaista. Aplinkos temperatūros padidėjimas sukelia refleksinį metabolizmo sumažėjimą, dėl to sumažėja šilumos gamyba organizme. Mažėjant aplinkos temperatūrai, metaboliškai vykstančių procesų intensyvumas didėja, o šiluma didėja.

Cheminis termoreguliacija įtraukiama, kai fizinio termoreguliacijos nepakanka palaikyti pastovią kūno temperatūrą.

Apsvarstykite šiuos termoreguliacijos tipus.

Fizinis termoreguliacija:

Pagal fizinis termoreguliacija suprasti visus fiziologinius procesus, lemiančius šilumos perdavimo lygio pasikeitimą. Yra šie būdai, kuriais kūnas perduoda šilumą į aplinką:

- garinimas (prakaitavimas);

- radiacija (radiacija);

- šilumos laidumas (laidumas);

- Konvekcija.

Panagrinėkime juos išsamiau:

1. Garinimas (prakaitavimas):

Garinimas (prakaitavimas)- Tai yra šiluminės energijos išsiskyrimas į aplinką dėl prakaito ar drėgmės išgarinimo iš odos paviršiaus ir kvėpavimo takų gleivinės. Žmonėms prakaitas nuolat išsiskiria iš odos prakaito liaukų („apčiuopiamas“ arba liaukinis, netenkama vandens), kvėpavimo takų gleivinės sudrėkinamos („nepastebimas“ vandens netekimas). Tuo pat metu „pastebimas“ vandens netekimas kūnui daro didesnį poveikį bendram šilumos kiekiui, kurį išskiria garuodamas, nei „nepastebimas“.

Kai aplinkos temperatūra yra apie 20 ° C, drėgmės išgarinimas yra apie 36 g / h. Kadangi žmogui išgarinant 1 g vandens sunaudojama 0,58 kcal šiluminės energijos, nesunku apskaičiuoti, kad garuodamas suaugęs žmogaus kūnas tokiomis sąlygomis išskiria apie 20% visos šilumos, išsiskiriančios į aplinką. Padidėjusi išorinė temperatūra, fizinio darbo atlikimas ir ilgalaikis apšiltinamų drabužių poveikis padidina prakaitavimą ir gali padidėti iki 500–2 000 g / val.

Žmogus netoleruoja santykinai žemos aplinkos temperatūros (32 ° C) drėgname ore. Visiškai sausame ore žmogus gali būti nepastebimai perkaitęs 2–3 valandas 50–55 ° C temperatūroje. Oro nepraleidžiantys drabužiai (guminiai, sandarūs ir pan.), Neleidžiantys išgaruoti prakaitui, taip pat blogai toleruojami: oro sluoksnis tarp drabužių ir kūno greitai prisotinamas garais, o tolesnis prakaito išgaravimas nutrūksta.

Šilumos perdavimo procesas garinant, nors tai tik vienas iš termoreguliacijos būdų, turi vieną išskirtinį pranašumą - jei išorinė temperatūra viršija vidutinę odos temperatūrą, kūnas negali perduoti šilumos į išorinę aplinką, naudodamas kitus termoreguliacijos metodus (radiacija, konvekcija ir laidumas), kurį mes apsvarstysime žemiau. Tokiomis sąlygomis kūnas pradeda absorbuoti šilumą iš išorės, ir vienintelis būdas išsklaidyti šilumą yra padidinti drėgmės išgarinimą iš kūno paviršiaus. Toks išgaravimas galimas tol, kol aplinkos oro drėgmė išlieka mažesnė nei 100%. Dėl stipraus prakaitavimo, didelės drėgmės ir mažo oro greičio, kai prakaito lašeliai, neturėdami laiko išgaruoti, susilieja ir ištekėja iš kūno paviršiaus, šilumos perdavimas garinant tampa ne toks efektyvus.

Kai prakaitas išgaruoja, mūsų kūnas išskiria savo energiją. Tiesą sakant, dėl mūsų kūno energijos skystos molekulės (t. Y. Prakaitas) sulaužo molekulinius ryšius ir pereina iš skysčio į dujinę būseną. Energija sunaudojama norint sulaužyti ryšius, todėl kūno temperatūra mažėja. Šaldytuvas veikia tuo pačiu principu. Jam pavyksta palaikyti kameros temperatūrą, daug žemesnę nei aplinkos temperatūra. Jis tai daro dėka sunaudotos elektros. Ir mes tai darome naudodamiesi energija, gaunama suskaidžius maisto produktus.

Drabužių pasirinkimo kontrolė gali padėti sumažinti šilumos nuostolius dėl garinimo. Apranga turėtų būti parenkama atsižvelgiant į oro sąlygas ir esamą veiklą. Nebijokite nusivilkti perteklinių drabužių, kai padidėja apkrova. Jūs mažiau prakaituosite. Ir nereikia tingėti vėl jo dėti, kai kroviniai sustos. Pašalinkite apsaugą nuo drėgmės ir vėjo, jei nėra lietaus su vėju, kitaip drabužiai sušlaps iš vidaus, nuo jūsų prakaito. Dėl sąlyčio su šlapiais drabužiais šilumą prarandame ir dėl šilumos laidumo. Vanduo yra 25 kartus geresnis nei oras veda šilumą. Taigi šlapiuose drabužiuose šilumą prarandame 25 kartus greičiau. Štai kodėl svarbu drabužius laikyti sausus.

Garinimas yra padalintas į 2 tipus:

a) Subtilus prakaitavimas (nedalyvaujant prakaito liaukoms) yra vandens išgarinimas iš plaučių paviršiaus, kvėpavimo takų gleivinės ir vanduo, prasiskverbiantis per odos epitelį (išgarinimas iš odos paviršiaus vyksta net jei oda sausa).

Per kvėpavimo takus išgaruoja iki 400 ml vandens, t. organizmas praranda iki 232 kcal per dieną. Prireikus šią vertę galima padidinti dėl šiluminio dusulio. Vidutiniškai per dieną per epidermį patenka apie 240 ml vandens. Todėl tokiu būdu kūnas praranda iki 139 kcal per dieną. Ši vertė, kaip taisyklė, nepriklauso nuo reguliavimo procesų ir įvairių aplinkos veiksnių.

b) Suvokiamas prakaitavimas(aktyviai dalyvaujant prakaito liaukoms) – tai yra šilumos išsiskyrimas garinant prakaitą. Vidutiniškai per dieną, esant normaliai aplinkos temperatūrai, išsiskiria 400–500 ml prakaito, todėl išeikvojama iki 300 kcal energijos. Išgarinus 1 litrą prakaito 75 kg sveriančiam žmogui, kūno temperatūra gali sumažėti 10 ° C. Tačiau prireikus prakaitavimo kiekis gali padidėti iki 12 litrų per dieną, t. prakaitavimas gali prarasti iki 7000 kcal per dieną.

Garinimo efektyvumas labai priklauso nuo aplinkos: kuo aukštesnė temperatūra ir mažesnė drėgmė, tuo didesnis prakaitavimo kaip šilumos perdavimo mechanizmo efektyvumas. Esant 100% drėgmei, neįmanoma išgaruoti. Esant aukštai atmosferos drėgmei, aukštą temperatūrą yra sunkiau toleruoti nei esant žemai drėgmei. Ore, prisotintame vandens garais (pavyzdžiui, vonioje), prakaitas išsiskiria dideliais kiekiais, tačiau neišgaruoja ir nuteka iš odos. Šis prakaitavimas neprisideda prie šilumos nuostolių: šilumos perdavimui svarbi tik ta prakaito dalis, kuri išgaruoja nuo odos paviršiaus (ši prakaito dalis yra efektyvi prakaitavimas).

2. Spinduliuotė (radiacija):

Radiacija (radiacija)- Tai būdas pernešti šilumą į aplinką žmogaus kūno paviršiumi elektromagnetinių bangų pavidalu infraraudonųjų spindulių diapazone (a \u003d 5-20 mikronų). Dėl radiacijos energiją atiduoda visi objektai, kurių temperatūra yra aukštesnė už absoliučią nulį. Elektromagnetinė spinduliuotė laisvai praeina per vakuumą, atmosferos oras taip pat gali būti laikomas „skaidriu“.

Kaip žinote, bet koks daiktas, kuris yra šildomas virš aplinkos temperatūros, skleidžia šilumą. Visi tai jautė sėdintį prie ugnies. Gaisras skleidžia šilumą ir kaitina aplink esančius daiktus. Tokiu atveju ugnis praranda šilumą.

Žmogaus kūnas pradeda spinduliuoti šilumą, kai tik aplinkos temperatūra nukrenta žemiau odos paviršiaus temperatūros. Norėdami išvengti šilumos nuostolių dėl radiacijos, turite apsaugoti neapsaugotas kūno vietas. Tai daroma drabužių pagalba. Taigi drabužiuose sukuriame oro sluoksnį tarp odos ir aplinkos. Šio sluoksnio temperatūra bus lygi kūno temperatūrai, o šilumos nuostoliai dėl radiacijos sumažės. Kodėl šilumos nuostoliai visai nesustoja? Nes dabar šildomi drabužiai spinduliuos šilumą, ją prarasdami. Ir net apsivilkę kitą drabužių sluoksnį, radiacijos nesustabdysite.

Šilumos kiekis, kurį kūnas išskiria į aplinką radiacijos dėka, yra proporcingas radiacijos paviršiaus plotui (kūno paviršiaus plotas, neapdengtas drabužiais) ir odos temperatūros bei aplinkos vidutinių verčių skirtumui. Esant 20 ° C aplinkos temperatūrai ir 40–60% santykinei oro drėgmei, suaugusiojo kūnas spinduliuote išsklaido apie 40–50% visos perduotos šilumos. Jei aplinkos temperatūra viršija vidutinę odos temperatūrą, žmogaus kūnas, sugerdamas aplinkinių objektų skleidžiamus infraraudonuosius spindulius, sušyla.

Šilumos perdavimas per radiaciją didėja mažėjant aplinkos temperatūrai ir mažėja didėjant. Esant pastoviai aplinkos temperatūrai, radiacija nuo kūno paviršiaus didėja didėjant odos temperatūrai ir mažėja mažėjant odos temperatūrai. Jei vidutinė odos ir aplinkos paviršiaus temperatūra yra išlyginta (temperatūros skirtumas tampa lygus nuliui), tada šilumos perdavimas radiacija tampa neįmanomas.

Radiacija gali sumažinti organizmo šilumos perdavimą, sumažinant radiacijos paviršiaus plotą - kūno padėties pasikeitimas. Pavyzdžiui, kai šuo ar katė yra šalta, jie susisuka į rutulį ir taip sumažina šilumos perdavimo paviršių; kai karšta, gyvūnai, atvirkščiai, užima tokią padėtį, kurioje šilumos perdavimo paviršius kuo labiau padidėja. Šis fizinio termoreguliacijos metodas yra ne be žmogaus, „garbanojantis“ miegant šaltoje patalpoje.

3. Šilumos laidumas (laidumas):

Šilumos laidumas (laidumas) - tai šilumos perdavimo būdas, vykstantis liečiant, kontaktuojant žmogaus kūną su kitais fiziniais kūnais. Šilumos kiekis, kurį kūnas išleidžia į aplinką tokiu būdu, yra proporcingas kontaktinių kūnų vidutinių temperatūrų, kontaktinių paviršių ploto, šiluminio sąlyčio laiko ir kontaktinio kūno šilumos laidumo skirtumui.

Šilumos nuostoliai dėl šilumos laidumo atsiranda, kai įvyksta tiesioginis kontaktas su šaltu daiktu. Šiuo metu mūsų kūnas išskiria šilumą. Šilumos nuostolių greitis labai priklauso nuo objekto, su kuriuo mes liečiame, šilumos laidumo. Pavyzdžiui, akmens šilumos laidumas yra 10 kartų didesnis nei medžio. Todėl sėdėdami ant akmens daug greičiau prarasime šilumą. Turėjote pastebėti, kad sėdėti ant akmens yra kažkaip šalčiau, nei sėdėti ant rąsto.

Sprendimas? Izoliuokite savo kūną nuo šaltų daiktų blogais šilumos laidininkais. Paprasčiau tariant, pavyzdžiui, jei keliaujate kalnuose, tada sustokite, atsisėskite ant turistinio kilimėlio ar pluošto drabužių. Nakčiai būtinai padėkite turistinį kilimėlį po miegmaišiu, kuris atitiktų oro sąlygas. Arba, kraštutiniais atvejais, storas sausos žolės ar spyglių sluoksnis. Žemė gerai praleidžia (todėl „atima“) šilumą ir naktį daug atvėsta. Žiemą neimkite metalinių daiktų plikomis rankomis. Naudokite pirštines. Esant stipriam šalčiui nuo metalinių daiktų, galite nukenkti.

Sausas oras, riebalinis audinys pasižymi mažu šilumos laidumu ir yra šilumos izoliatoriai (blogi šilumos laidininkai). Drabužiai sumažina šilumos perdavimą. Šilumos praradimą užkerta kelią tylus oro sluoksnis, esantis tarp drabužių ir odos. Kuo drabužių šilumą izoliuojančios savybės, tuo aukštesnė yra jų struktūros, kurioje yra oras, ląstelingumas. Tai paaiškina gerąsias vilnos ir kailinių drabužių šilumą izoliuojančias savybes, leidžiančias žmogaus kūnui sumažinti šilumos išsiskyrimą šilumos laidumo dėka. Oro temperatūra po drabužiais siekia 30 ° C. Ir, priešingai, nuogas kūnas praranda šilumą, nes oras jo paviršiuje nuolat keičiasi. Todėl paveiktų kūno dalių odos temperatūra yra daug žemesnė nei apsirengusios.

Vandens garais prisotintas drėgnas oras pasižymi dideliu šilumos laidumu. Todėl žmogaus buvimą aplinkoje, kurioje yra daug drėgmės, žemoje temperatūroje, lydi padidėję kūno šilumos nuostoliai. Šlapūs drabužiai taip pat praranda šilumą izoliuojančias savybes.

4. Konvekcija:

Konvekcija- Tai kūno šilumos perdavimo būdas, atliekamas perduodant šilumą judančiomis oro (vandens) dalelėmis. Šilumai išsisklaidyti konvekcijos būdu reikia, kad aplink kūno paviršių tekėtų mažesnės nei odos temperatūra oro srovė. Tuo pačiu metu oro sluoksnis, liečiantis su oda, įkaista, sumažėja jo tankis, pakyla ir yra pakeičiamas šaltesniu ir tankesniu oru. Esant tokioms sąlygoms, kai oro temperatūra yra 20 ° C, o santykinė drėgmė yra 40–60%, suaugusiojo kūnas išskiria apie 25–30% šilumos į aplinką šilumos laidumo ir konvekcijos (pagrindinės konvekcijos) dėka. Padidėjus oro srauto greičiui (vėjui, ventiliacijai), šilumos perdavimo (priverstinės konvekcijos) intensyvumas taip pat žymiai padidėja.

Konvekcijos proceso esmė yra ši - mūsų kūnas šildo orą šalia odos; šildomas oras tampa lengvesnis nei šaltas ir pakyla, o jį pakeičia šaltas oras, kuris vėl pašildomas, tampa lengvesnis ir pakeičiamas kita šalčio dalimi. Jei šildomo oro nepavyksta sugauti drabužiais, šis procesas bus begalinis. Tiesą sakant, ne drabužiai šildo mus, o oras, kurį jis sulaiko.

Kai pučia vėjas, situacija blogėja. Vėjas neša dideles nešildomo oro dalis. Net nešiojant šiltą megztinį vėjas nieko nekainuoja, kad iš jo išstumtų šiltą orą. Tas pats nutinka ir judant. Mūsų kūnas „užkliūva“ į orą ir jis teka aplink mus, veikdamas kaip vėjas. Tai taip pat padaugina šilumos nuostolius.

Koks sprendimas? Dėvėkite neperšlampamą vėjo sluoksnį: neperpučiamą vėjo ir neperšlampamas kelnes. Nepamirškite apie kaklo ir galvos apsaugą. Dėl aktyvios smegenų kraujotakos kaklas ir galva yra labiausiai kaitinamos kūno vietos, todėl šilumos nuostoliai iš jų yra labai dideli. Taip pat šaltu oru reikia vengti pūstų vietų tiek judant, tiek renkantis vietą miegoti.

Cheminis termoreguliacija:

Cheminis termoreguliacijašilumos generavimas vyksta dėl metabolizmo lygio pokyčių (oksidacinių procesų), kuriuos sukelia raumenų mikrovibracija (virpesiai), dėl kurių keičiasi šilumos susidarymas organizme.

Šilumos šaltinis kūne yra egzoterminė baltymų, riebalų, angliavandenių oksidacija ir ATP hidrolizė (adenozino trifosfatas yra nukleotidas, atliekantis nepaprastai svarbų vaidmenį keičiantis energijai ir medžiagoms kūne; visų pirma, šis junginys žinomas kaip universalus energijos šaltinis visoms biocheminėms medžiagoms. procesai, vykstantys gyvosiose sistemose). Maistingųjų medžiagų skaidymo metu dalis išsiskyrusios energijos kaupiasi ATP, dalis išsiskiria šilumos pavidalu (pirminė šiluma - 65–70% energijos). Naudojant makroerginius ATP molekulių ryšius, dalis energijos išleidžiama naudingam darbui, o dalis išsisklaido (antrinė šiluma). Taigi du šilumos srautai - pirminis ir antrinis - yra šilumos produktai.

Cheminis termoreguliacija yra svarbus norint palaikyti pastovią kūno temperatūrą tiek normaliomis sąlygomis, tiek keičiantis aplinkos temperatūrai. Žmonėms pastebimas padidėjęs šilumos išsiskyrimas dėl padidėjusio metabolizmo, ypač kai aplinkos temperatūra nukrenta žemiau optimalios temperatūros arba komforto zonos. Žmogui, įprastam įprastais lengvais drabužiais, ši zona yra 18–20 ° C diapazone, o nuogai - 28 ° C.

Optimali temperatūra vandenyje yra aukštesnė nei ore. Taip yra dėl to, kad vanduo, pasižymintis dideliu šilumos pajėgumu ir šilumos laidumu, atvėsina kūną 14 kartų daugiau nei oras, todėl vėsioje vonioje medžiagų apykaita pakyla daug daugiau, nei esant ore toje pačioje temperatūroje.

Intensyviausia šilumos generacija organizme vyksta raumenyse. Net jei žmogus guli nejudėdamas, bet su intensyviais raumenimis, oksidacinių procesų intensyvumas ir tuo pačiu šilumos išsiskyrimas padidėja 10%. Dėl nedidelio motorinio aktyvumo šilumos gamyba padidėja 50–80%, o sunkus raumenų darbas - 400–500%.

Kepenys ir inkstai taip pat vaidina svarbų vaidmenį cheminiame termoreguliavime. Kepenų venos kraujo temperatūra yra aukštesnė nei kepenų arterijos kraujo temperatūra, o tai rodo intensyvų šilumos generavimą šiame organe. Kai kūnas atvėsta, padidėja šilumos gamyba kepenyse.

Jei reikia, padidinkite šilumos gamybą, be galimybės gaminti šilumą iš išorės, kūnas naudoja mechanizmus, kurie padidina šiluminės energijos gamybą. Šie mechanizmai apima: sutraukiantisir nesusitraukianti termogenezė.

1. Sutraukiamoji termogenezė.

Šis termoreguliacijos tipas veikia, jei esame šalti ir turime pakelti savo kūno temperatūrą. Šis metodas susideda iš: raumenų susitraukimas. Susitraukiant raumenims, padidėja ATP hidrolizė, todėl padidėja antrinės šilumos, einančios į kūną, šiluma.

Savavališkas raumenų sistemos aktyvumas, daugiausia pasireiškiantis smegenų žievės įtaka. Tokiu atveju šilumos gamyba gali padidėti 3–5 kartus, palyginti su pagrindinio metabolizmo verte.

Paprastai, kai terpės temperatūra ir kraujo temperatūra mažėja, pirmoji reakcija būna padidėjęs termoreguliacinis tonas (kūno plaukai „stovi ant galo“, atsiranda „žąsų kaulas“). Redukcijos mechanikos požiūriu šis tonas yra mikrovibracija ir leidžia padidinti šilumos gamybą 25–40% nuo pradinio lygio. Paprastai tonusą sukuria kaklo, galvos, bagažinės ir galūnių raumenys.

Esant reikšmingesnei hipotermijai, termoreguliacinis tonas pereina į specialų raumenų susitraukimų tipą - raumenų šalčio drebulyskai raumenys neatlieka naudingo darbo, o jų susitraukimas nukreiptas tik į šilumos gamybą. Šaltasis drebulys yra nevalingas paviršutiniškai išsidėsčiusių raumenų ritminis aktyvumas, dėl kurio žymiai sustiprėja organizmo medžiagų apykaitos procesai, padidėja raumens audinio sunaudotas deguonis ir angliavandeniai, o tai reiškia. padidėjęs šilumos generavimas. Drebėjimas dažnai prasideda nuo kaklo ir veido raumenų. Taip yra dėl to, kad pirmiausia turėtų pakilti į smegenis patenkančio kraujo temperatūra. Manoma, kad šilumos gamyba šalto drebėjimo metu yra 2–3 kartus didesnė, nei atliekant savanorišką raumenų veiklą.

Aprašytas mechanizmas veikia reflekso lygmenyje, nedalyvaujant mūsų sąmonei. Bet jūs galite pakelti savo kūno temperatūrą su sąmoninga motorinė veikla. Kai atliekamas skirtingų pajėgumų fizinis aktyvumas, šilumos gamyba padidėja 5-15 kartų, palyginti su poilsio lygiu. Pagrindinė temperatūra per pirmąsias 15–30 minučių atliekant ilgalaikį darbą gana greitai pakyla iki gana nejudančio lygio, o paskui išlieka šiame lygyje arba toliau lėtai kyla.

2. Nesusitraukianti termogenezė:

Dėl tokio termoreguliacijos kūno temperatūra gali padidėti ir sumažėti. Jis atliekamas pagreitinant arba sulėtinant katabolinius metabolinius procesus (riebalų rūgščių oksidacija). O tai, savo ruožtu, sumažins arba padidins šilumos gamybą. Dėl šio tipo termogenezės šilumos išsiskyrimo lygis žmonėms gali išaugti 3 kartus, palyginti su bazinio metabolizmo lygiu.

Nesuderinamosios termogenezės reguliavimas vykdomas aktyvinant simpatinę nervų sistemą, gaminant antinksčių skydliaukės ir smegenų sluoksnio hormonus.

E. Termoreguliacijos valdymas.

Hipotalamas.

Termoreguliacijos sistemą sudaro keli elementai, sujungti tarpusavyje. Informacija apie temperatūrą gaunama iš termoreceptorių ir per nervų sistemą patenka į smegenis.

Pagrindinis vaidmuo termoreguliacijos spektakliuose pagumburio. Jame yra pagrindiniai termoreguliacijos centrai, kurie koordinuoja daugybę ir sudėtingų procesų, užtikrinančių kūno temperatūros palaikymą pastoviu lygiu.

Hipotalamas - Tai yra nedidelis diencephalono plotas, apimantis daugybę ląstelių grupių (virš 30 branduolių), kurios reguliuoja smegenų neuroendokrininę veiklą ir homeostazę (gebėjimą išlaikyti savo vidinės būsenos pastovumą). Pagumburį nerviniai keliai jungia su beveik visomis centrinės nervų sistemos dalimis, įskaitant žievę, hipokampą, tonzilę, smegenėlę, smegenų kamieną ir nugaros smegenis. Kartu su hipofiziu hipotalamas sudaro pagumburio-hipofizės sistemą, kurioje pagumburis kontroliuoja hipofizės hormonų sekreciją ir yra centrinė jungiamoji grandis tarp nervų ir endokrininių sistemų. Jis išskiria hormonus ir neuropeptidus bei reguliuoja tokias funkcijas kaip alkis ir troškulys, termoreguliacija, seksualinis elgesys, miegas ir pabudimas (cirkadiniai ritmai). Naujausi tyrimai rodo, kad pagumburis vaidina svarbų vaidmenį reguliuodamas aukštesnes funkcijas, tokias kaip atmintis ir emocinė būsena, todėl dalyvauja formuojant įvairius elgesio aspektus.

Pagumburio centrų sunaikinimas arba nervinių ryšių pažeidimas lemia gebėjimo reguliuoti kūno temperatūrą praradimą.

Priekinėje pogumburyje yra neuronai, kontroliuojantys šilumos perdavimo procesus(jie užtikrina fizinį termoreguliaciją - kraujagyslių susiaurėjimą, prakaitavimą.) Sunaikinus priekinės pagumburio neuronus, organizmas netoleruoja aukštos temperatūros, tačiau fiziologinis aktyvumas šaltuoju laikotarpiu išlieka.

Užpakalinės pogumburio neuronai kontroliuoja šilumos susidarymo procesus(jie užtikrina cheminį termoreguliaciją - padidėja šilumos generavimas, raumenų drebulys.) Jei jie pažeisti, sutrinka gebėjimas sustiprinti energijos mainus, todėl organizmas netoleruoja šalčio.

Šilumos jautrios preoptinio pagumburio srities nervinės ląstelės tiesiogiai „matuoja“ per smegenis tekančio arterinio kraujo temperatūrą ir yra labai jautrios temperatūros pokyčiams (jos gali atskirti 0,011 ° C kraujo temperatūros skirtumą). Šaltuosiuose ir šilumai jautrių neuronų santykis pagumburyje yra 1: 6, taigi, padidinus žmogaus kūno „šerdies“ temperatūrą, daugiausia aktyvuojami centriniai termoreceptoriai.

Remiantis kraujo ir periferinių audinių temperatūros vertės analize ir integracija, preoptinėje pagumburio srityje nuolat nustatoma vidutinė (vientisa) kūno temperatūros vertė. Šie duomenys per intarpinius neuronus perduodami į priekinės pagumburio neuronų grupę, nurodančią tam tikrą kūno temperatūros lygį kūne - termoreguliacijos „nustatymo tašką“. Remiantis vidutinės kūno ir reguliuojamos temperatūros analize ir palyginimais, „užduoties taško“ mechanizmai per užpakalinius pagumburio efektorių neuronus veikia šilumos perdavimo ar šilumos gamybos procesus, kad faktinė ir nustatyta temperatūra atitiktų.

Taigi dėl termoreguliacijos centro funkcijos yra pusiausvyra tarp šilumos susidarymo ir šilumos perdavimo, kuri leidžia palaikyti kūno temperatūrą optimaliame kūno gyvenimo diapazone.

Endokrininė sistema.

Pagumburis kontroliuoja šilumos gamybos ir šilumos perdavimo procesus, siunčiant nervinius impulsus į endokrinines liaukas, daugiausia skydliaukę, ir antinksčius.

Dalyvavimas skydliaukė termoreguliacija vyksta todėl, kad dėl sumažėjusios temperatūros padidėja jo hormonų (tiroksino, trijodtironino) išsiskyrimas, kurie pagreitina medžiagų apykaitą, taigi ir šilumos generavimą.

Vaidmuo antinksčiaitai siejama su jų išsiskyrimu į katecholaminų (adrenalino, norepinefrino, dopamino) kiekį kraujyje, kurie, sustiprindami ar sumažindami oksidacinius procesus audiniuose (pvz., Raumenyse), padidina arba sumažina šilumos gamybą ir susiaurina ar padidina odos indus, pakeisdami šilumos perdavimo lygį.

Šilumos perdavimasžmogaus kūne tai yra fiziologiniai procesai, užtikrinantys kūno temperatūros palaikymą tam tikrose ribose su mažais svyravimais.

Šilumos perdavimas žmogaus kūne

Kūno temperatūra visada yra maždaug tame pačiame lygyje (pagal savireguliacijos principą). Dėl nukrypimo nuo lygio reikia nedelsiant imtis veiksmų, kad būtų normalizuota temperatūra.

Pastovią kūno temperatūrą gali užtikrinti du priešingai nukreipti procesai - tai šilumos gamyba ir šilumos perdavimas.

Šilumos gamyba (šilumos gamyba organizme) daugiausia priklauso nuo teisingo ir intensyvaus medžiagų apykaitos procesų darbo ir yra vadinama cheminiu šilumos reguliavimu. Kūno paviršiaus šilumos perdavimas į išorinę aplinką vadinamas fiziniu šilumos reguliavimu.

Priežastys, kodėl rankos ir kojos užšąla?

Taip atsitinka, kad šilumos perdavimo procesuose vyrauja šilumos gamybos procesai, o tada kūnas perkaista. Jei šilumos perdavimo procesai vyrauja virš šilumos gamybos procesų, tada gali įvykti aušinimas.
Kai lauke šalta, daugelis žmonių skundžiasi, kad rankos ir kojos užšąla. Šalčio jausmas gali neišnykti, net jei jau esate šiltoje patalpoje. Iš pradžių reikia suprasti, kodėl galūnės užšąla - tai vyksta visą laiką arba tam tikromis aplinkybėmis. Manoma, kad pirštai ir kojų pirštai užšąla greičiau nei kitos kūno dalys, ir tai yra normalu. Nes ant kojų ir delnų yra daugiau jungiamojo audinio ir mažiau raumenų, o juose kraujotaka intensyvesnė. Reikia atsiminti, kad šiose vietose yra tik odos plotai, kurie išskiria šilumą, ir nėra riebalinio audinio, kuris ją sulaikytų. Mūsų delnai ir pėdos yra nutolę nuo kūno šilumos šaltinių, jie blogai aprūpinti krauju. Tuo pačiu metu sveiki žmonės sušąla daug mažiau nei ploni; jų „riebalai“ juos sušildo. Galūnių užšalimas taip pat gali būti įspėjimas kūnui apie paslėptą ligą. Ir jei tyrimas dar nebuvo atliktas ir nebuvo išsiaiškinta tikroji nuolat sustingusių kojų ir rankų priežastis, tada, norint išlaikyti normalią kūno būklę, būtina vartoti kontrastines vonias ir valgyti teisingai.

Taigi kodėl galūnės užšąla?

Priežastys, dėl kurių kojos ir rankos užšąla, gali būti daug, apsvarstykite dažniausiai pasitaikančias iš jų:

VVD (vegetatyvinė-kraujagyslinė distonija) buvimas sutrikdo normalų kraujagyslių funkcionavimą.
Žmogus gali greitai prarasti šilumą iš organizmo, turėdamas nepakankamą geležies kiekį.
Jei turite riebaluose tirpaus vitamino A ir E trūkumą, tai taip pat gali sukelti rankų ir kojų užšalimą.
prie skydliaukės veiklos sutrikimas , taip pat yra nuolatinis galūnių aušinimas.

Norint sušildyti galūnes ir atsikratyti ligos, būtina teisingai gyventi, atsisakyti blogų įpročių, valgyti teisingai ir rūpintis savo sveikata. Taip pat gali padėti kontrastinių rankų ir kojų vonių priėmimas, apsilankymai voniose ir saunose, privaloma gimnastika ir galūnių masažas. Norėdami laiku užkirsti kelią skydliaukės ligoms ir apskritai pagerinti savijautą, rekomenduojame vartoti vaistą

Tarp žmogaus ir jo aplinkos nuolat vyksta šilumos mainai. Aplinkos veiksniai veikia organizmą kompleksiškai, o priklausomai nuo jų specifinių verčių, vegetatyviniai centrai (striatumas, dieninis žarnos pilkasis gumbas) ir tinklainės formavimas, sąveikaudami su smegenų žieve ir perduodami impulsus raumenims per simpatines skaidulas, suteikia optimalų šilumos generavimo procesų santykį ir šilumos perdavimas.

Kūno termoreguliacija yra fiziologinių ir cheminių procesų derinys, kurio tikslas - palaikyti kūno temperatūrą tam tikrose ribose (36,1 ... 37,2 ° C). Kūno perkaitimas ar jo hipotermija sukelia pavojingus gyvybinių funkcijų pažeidimus, o kai kuriais atvejais ir ligas. Termoreguliaciją užtikrina pasikeitus dviem šilumos perdavimo proceso komponentams - šilumos gamybai ir šilumos perdavimui. Kūno šilumos balansui didelę įtaką daro šilumos perdavimas, nes jis yra labiausiai kontroliuojamas ir kintamas.

Šilumą gamina visas organizmas, bet daugiausiai raumenys ir kepenys. Šiluma žmogaus kūno, pasipuošusio namų drabužiais ir santykinio poilsio būsenoje esant 15–25 ° C oro temperatūrai, išlieka maždaug tokia pati. Mažėjant temperatūrai, ji didėja, o didėjant nuo 25 iki 35 ° C, ji šiek tiek mažėja. Esant aukštesnei nei 40 ° C temperatūrai, šilumos gamyba pradeda didėti. Šie duomenys rodo, kad šilumos išsiskyrimas organizme dažniausiai vyksta esant žemai aplinkos temperatūrai.

Šilumos gamyba padidėja dirbant fizinį darbą, ir kuo daugiau, tuo sunkesnis darbas. Sukurtos šilumos kiekis taip pat priklauso nuo amžiaus ir žmogaus sveikatos būklės.

Yra trys žmogaus kūno šilumos perdavimo tipai:

radiacija (infraraudonųjų spindulių pavidalu, kurį skleidžia kūno paviršius objektų, kurių temperatūra žemesnė, kryptimi);

konvekcija (oro šildymas, plaunantis kūno paviršių);

drėgmės išgarinimas iš odos paviršiaus, viršutinių kvėpavimo takų ir plaučių gleivinės.

Procentinis santykis tarp šių tipų šilumos perdavimo žmogui, normaliomis poilsio sąlygomis, išreiškiamas šiais skaičiais: 45/30/25. Tačiau šis santykis gali skirtis priklausomai nuo konkrečių mikroklimato parametrų verčių ir atlikto darbo sunkumo.

Spinduliuotės šilumos perdavimas įvyksta tik tada, kai aplinkinių daiktų temperatūra yra žemesnė nei atviros odos (32. 34, 5 ° C) arba išorinių drabužių sluoksnių (27,28 ° C lengvai apsirengusiam asmeniui ir maždaug 24 ° C) temperatūra. asmuo žieminiais drabužiais).

20 Pramoninė ventiliacija. Vėdinimo tipai.

Vėdinimas - reguliuojamas oro mainai kambaryje. Vėdinimo sistemos suprojektuotos taip, kad būtų užtikrinta būtina švara, temperatūra, drėgmė ir oro judėjimas. Vadinamos kompleksinės vėdinimo sistemos, užtikrinančios oro mainus pramoniniu mastu pramoninės vėdinimo sistemos, vėdinant mažose patalpose, naudokite buitinės vėdinimo sistemos. Atsižvelgiant į oro mainų organizavimo tikslą ir principą, išskiriami šie vėdinimo tipai: natūrali ventiliacija - ventiliacija, sukurianti reikiamą oro mainą: - dėl vėjo; - dėl to, kad skiriasi šiltas oras patalpoje ir šaltesnis oras yra savitasis; mechaninė ventiliacija - ventiliacija, kurioje oro judėjimas atliekamas naudojant elektrinius ventiliatorius; prie tiekti ventiliaciją į kambarį tiekiamas tik švarus oras, oras iš jo pašalinamas per atidarymo duris, nutekėja tvorose ir dėl susidarančio viršslėgio; ištraukiamoji ventiliacija jis skirtas pašalinti orą iš vėdinamos patalpos ir jame sukurti vakuumą, dėl kurio oras gali patekti į šį kambarį per nuotėkius tvorose ir duryse iš lauko ir iš gretimų kambarių; tiekimo ir ištraukimo ventiliacija tiekia oro tiekimą į kambarį, tiek jo organizuotą pašalinimą; vietinė ventiliacija - ventiliacijos rūšis, kai oro tiekimas į tam tikras vietas (vietinis tiekimas) ir užterštas oras pašalinami tik iš kenksmingų teršalų susidarymo vietų (vietinė ištraukiamoji ventiliacija); bendroji ventiliacija - ventiliacija, kurios metu oro mainai vyksta visame kambaryje. Šis vėdinimo būdas naudojamas, kai kenksmingų veiksnių išmetimas yra nereikšmingas ir tolygiai pasiskirsto visame kambaryje.

Gamybinis apšvietimas. Pramoninio apšvietimo klasifikacija. Pramoninio apšvietimo klasifikacija parodyta 20.1 paveiksle. Natūralus apšvietimas yra palankiausias regėjimo organams ir visam žmogaus kūnui. Esant nepakankamam natūraliam apšvietimui, naudojamas dirbtinis arba kombinuotas.

Natūralus pramoninių patalpų apšvietimas per šviesos angas išorinėse sienose (languose) yra vadinamas šoninėmis, per šviesias angas pastatų lubose (žibintuose) - viršutinėje, o pro langus ir žibintus tuo pačiu metu - kartu.

Fig. 20.1. Pramoninio apšvietimo tipai

Jei atstumas nuo langų iki toliausiai nuo jų esančių darbo vietų yra mažesnis kaip 12 m, tada pasirūpinkite šoniniu vienpusiu apšvietimu, didesniu atstumu - šoniniu dvipusiu.

Daugelyje gamybos įrenginių yra įrengtos bendrojo dirbtinio apšvietimo sistemos, kai lempos yra viršutinėje (lubų) zonoje. Jei atstumas tarp armatūros yra vienodas, tada apšvietimas laikomas tolygiu, kai lempos dedamos arčiau įrangos - lokaliai.

Kombinuotas vadinamas tokiu dirbtiniu apšvietimu, kai vietinis pridedamas prie bendro. Vietiniai mano, kad apšvietimas yra toks, kurio šviestuvai yra nukreipti tiesiai į darbo vietą. Remiantis Statybos normomis ir taisyklėmis (SNiP), pramoninėse patalpose draudžiama naudoti tik vieną vietinį apšvietimą.

Darbo apšvietimas yra įrengtas visose patalpose ir teritorijose, kad būtų užtikrintas normalus žmonių veikimas ir praėjimas, eismas, kai nėra ar nėra natūralios šviesos.

Avarinis apšvietimas yra būtinas norint tęsti darbą, kai staiga išsijungia darbo lemputė, dėl kurios gali sutrikti įrangos priežiūros procesas arba nuolatinis technologinis procesas, kilti gaisras, sprogimas, žmonių apsinuodijimas, sužeidimai perpildytose vietose ir tt Žemiausias darbo paviršių, kuriuos reikia prižiūrėti, apšvietimas. avariniu režimu, turėtų būti bent 5% apšvietimo, normalizuoto darbo apšvietimui su bendrojo apšvietimo sistema, bet ne mažiau kaip 2 liuksai pastatų viduje ir 1 liuksas atvirose vietose schadkah.

Prižiūrėdami gamybines patalpas, po kelių valandų apsvarstykite galimybę.

Dirbtinis apšvietimas, sukurtas palei naktį saugomų teritorijų sienas, vadinamas saugumu.

Evakuacinis apšvietimas įrengtas vietose, pavojingose \u200b\u200bžmonėms pravažiuoti, taip pat pagrindiniuose koridoriuose ir laiptuose, kurie yra naudojami žmonėms evakuoti iš pramoninių pastatų, kuriuose dirba daugiau nei 50 darbuotojų, gamybinėse patalpose, kuriose nuolat dirba žmonės, kur žmonės palieka patalpas, kai darbo lemputės išjungimas yra susijęs su susižeidimo rizika, nes tęsiamas gamybos įrangos darbas, taip pat gamybos patalpose, kuriose dirba daugiau nei 50 darbuotojų, nepriklausomai nuo susižalojimo rizika. Evakuacinis apšvietimas turėtų užtikrinti minimalų pagrindinių takų ir laiptų pakopų apšvietimą: 0,5 liukso patalpose - 0,2 l atvirose vietose. Sanitariniai ir higienos reikalavimai pramoniniam apšvietimui: optimali spektro sudėtis arti saulės; darbo vietų apšvietimo atitikimas standartinėms vertėms; darbinio paviršiaus apšvietimo ir ryškumo vienodumas, įskaitant laikui bėgant; aštrių šešėlių nebuvimas ant darbinio paviršiaus ir daiktų blizgesys darbo zonoje; optimalus šviesos srauto kryptingumas, padedantis geriau atskirti paviršiaus elementų reljefą.

Žmogaus kūne vykstančių cheminių reakcijų eiga atitinka normą, kai jo kūno temperatūra yra 36-37 ° C. Tai yra mūsų kūnas, kuris palaiko jį be jokių papildomų pastangų, jei mus supantis oras įkaista iki 20 ° C. Neatsitiktinai tokia temperatūra oras vadinamas patogiu - mes net to nejaučiame.

Perskaitykite susijusius esė šia tema:

Tačiau terpės temperatūra labai skiriasi. Karštyje turime „virti savo sultyse“, o sumažėjus 10–15 ° C temperatūrai, organizmas gali perkaisti ir sulėtėti medžiagų apykaitos reakcijos. Bet net ir esant dideliems aplinkos temperatūros svyravimams, mūsų kūnas tam tikrą laiką palaiko pastovią savo temperatūrą.

Žmogaus kūnas, kaip ir visi fiziniai kūnai, keičiasi šilumine energija su terpe. Jei terpės temperatūra yra žemesnė už fizinio kūno temperatūrą, kūnas išskiria šilumą, t. atvėsta. Jei terpės temperatūra yra aukštesnė, bet kuris kūnas gauna šilumą ir turi šilumos. Taigi, akmuo atvės arba įkais, kol jo temperatūra prilygs aplink jį esančio oro temperatūrai. Kitas dalykas yra žmogaus kūnas: tik jis įvertins aplinkos temperatūros pokyčius kaip grėsmingus sau, pasikeis jo šilumos perdavimas. Taigi, siekiant išvengti perkaitimo, kūnas padidina šilumos perdavimą, o sumažėjus aplinkos temperatūrai, jis sumažėja.

Siekdamas išlaikyti savo temperatūros pastovumą, kūnas taip pat reguliuoja šilumos gamybą. Tai sumažina jį taip, kad ne veltui šildosi aukštoje oro temperatūroje, o kai sumažėja, padidėja šilumos gamyba. Kokiais būdais organizmas palaiko optimalų šilumos perdavimo ir šilumos gamybos santykį?

Šilumos perdavimas ir šilumos gamyba

Šilumos perdavimas tarp kūno ir aplinkos vyksta keliais būdais. Kūnas praranda šilumą spinduliuodamas infraraudonosiomis elektromagnetinėmis bangomis, o jų įtakoje įkaista. Šiluminę energiją kūnas praranda ir patenka į ją šilumos laidumo dėka. Toks šilumos perdavimas vyksta sąlyčio su mažiau ar daugiau įkaitintais kūnais, ypač oru, sąlygomis. Padidėja kūno, supančio kūną, judėjimas, taip pat šilumos praradimas dėl vandens išgarinimo iš odos paviršiaus.

Šilumos šaltinis kūne yra riebalų ir angliavandenių skaidymasis, kuris vyksta šiluminės energijos išsiskyrimo metu. Jie atsiranda visuose žmogaus kūno organuose, tačiau jų intensyvumas priklauso nuo organo funkcijos. „Karščiausias“ tarp vidaus organų yra kepenys ir storosios žarnos. Šilumos tiekėjai yra griaučių raumenys, tačiau tik intensyvaus darbo metu. Rankose ir kojose išsiskiria mažiau šilumos - nenuostabu, kad jos yra šaltesnės nei kitos kūno dalys.

Pagrindinis kūno šilumos nešiklis yra turi didelę šilumos talpą. Cirkuliacinė sistema sušildo „karštuose“ organuose ir perduoda šilumą tiems, kurie pašildomi mažiau. Termoreguliacija. Kas nutinka, kai aplinkos temperatūros pokyčiai kelia grėsmę paties organizmo temperatūros pastovumui?

Šaltyje šilumos nuostoliai per paveiktą odą ir kvėpavimo takus yra labai dideli. Jūs rizikuojate užšalti, o kūnas padidina šilumos gamybą ir sumažina šilumos perdavimą. Odos termoreceptoriai (neuronai, galintys suvokti temperatūros pokyčius) registruoja pavojingą jo sumažėjimą ir siunčia signalus į smegenis, į termoreguliacijos centrą. Joje apdorojama informacija: atsiranda nerviniai impulsai, kurie nukreipiami į griaučių raumenis ir sukelia greitą, atsitiktinį jų susitraukimą ir atsipalaidavimą. Raumenys drebulys kelis kartus padidina šilumos gamybą. Pagerinkite šilumos gamybą ir judėjimą: įtekėjimas, atšokimas ir kt.

Taigi gaminant šilumą jis nėra nenaudingas, tuo pačiu kūnas sumažina šilumos perdavimą. Tai riboja aušinimo skysčio (kraujo) tekėjimą į dermą, per kurią vyksta šilumos perdavimas. Odos indai susiaurėja, sumažėja kraujo kiekis juose. Tai pagerina odos šilumą izoliuojančias savybes ir dėl to sumažėja šilumos perdavimas.

Kaip kūnas reaguoja į perkaitimo grėsmę, kylančią karščio metu? Norėdami sumažinti šilumos išsiskyrimą, jis ėmėsi slopinimo - prisiminkite, kaip jums sunku judėti, ir net galvokite karštyje. Šilumos perdavimas padidėja pirmiausia dėl prakaito išgarinimo iš odos paviršiaus. Neuronai, jautrūs temperatūros pokyčiams, signalizuoja smegenims apie perkaitimo pavojų, jie siunčia impulsus į prakaito liaukas. Didėja prakaito išsiskyrimas, jo kiekis gali siekti 10 litrų. per dieną. Dėl prakaito išgarinimo kūnas per valandą gali išleisti tiek šilumos, kiek jis išskiria per dieną, būdamas patogiomis sąlygomis. Šilumos perdavimas taip pat žymiai padidėja dėl padidėjusios kraujotakos odoje: kuo daugiau kraujo patenka į kūno paviršių, tuo daugiau šilumos atiduodama.

Tai balansuoja šilumos perdavimo ir šilumos generavimo procesus, kad būtų palaikoma pastovi kūno temperatūra. Šilumos reguliavimo nervinis centras yra pagumburyje.

Šilumos generavimas atsiranda dėl cheminių reakcijų smegenyse, širdyje, kepenyse, darbiniuose griaučių raumenyse. Jei žmogus peršalęs, jo raumenys smarkiai susitraukia (dreba), o judesiai nevyksta, bet išsiskiria šiluma. Prasidėjus šaltajam sezonui, skydliaukė išskiria daugiau tiroksino, o tai sukelia daugiau šilumos mitochondrijose.

Šilumos išsklaidymas esant vidutinei temperatūrai, tai atsiranda dėl radiacijos iš odos paviršiaus ir šilumos perdavimo į vėsią orą, šilumos - dėl prakaito išgarinimo iš odos paviršiaus. Šilumos perdavimas gali būti reguliuojamas: ilgalaikis - keičiant poodinių riebalų storį; trumpai - dėl odos kapiliarų išsiplėtimo ar susitraukimo.

Grūdinimasis yra kūno atsparumo hipotermijai ar perkaitimui mokymas. Įskaitant oro ir vandens procedūras, palaipsniui mažėjant temperatūrai.

Testai

1. Kas nutinka žmogaus kūne, kai jis kelias valandas yra šaltyje?
   A) kraujagyslių išsiplėtimas
   B) riebalų kaupimasis
   C) padidėjęs energijos metabolizmas
   D) padidėjęs prakaitavimas

2. Žmogaus reakcija į šaltį NĖRA
   A) padidėjęs tiroksino išsiskyrimas
   B) odos kapiliarų išsiplėtimas
   C) padidėjęs poodinių riebalų kiekis
   D) metabolizmo pagreitėjimas kepenyse

3. Kodėl žmogus dreba, kai jam labai šalta?
A) pagerinti šalto signalo perdavimą į smegenis
B) raumenų veiklos pagalba sukurti papildomą energiją
C) išpilti daugiau kraujo į odos paviršių
D) sustabdyti šalčio įsiskverbimą per odą

4. Ilgalaikis šalčio poveikis žmonėms
A) padidėjęs prakaitavimas
B) padidėjęs energijos metabolizmas
C) aktyvuojama glikogeno sintezė
D) kraujagyslės plečiasi

5. Kuris organas skatina šilumos perdavimą žmonėms?
A) plaučiai
B) kepenys
C) didžiojo šlaunikaulio raumenys
G) kasa

6. Jei asmuo ilgą laiką yra karštoje patalpoje, tada
A) organizme sumažėja leukocitų skaičius
B) daugiau kraujo patenka į odos kraujagysles
C) kūno temperatūra mažėja
D) padidėjęs metabolizmas