89658

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ОРГАНИЗМА. СПОСОБЫ ТЕПЛООБМЕНА

Доклад

Биология и генетика

На рисунке показана схема преобразования солнечной энергии в организме человека. Вся тепловая энергия образующаяся в организме человека уходит из него. С кожных покровов человека испаряется не только вода но и межклеточная жидкость. Так у человека в сутки испаряется 0304 л жидкости со слизистых оболочек дыхательных путей.

Русский

2015-05-13

206.47 KB

7 чел.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ОРГАНИЗМА. СПОСОБЫ ТЕПЛООБМЕНА

Наряду с совершением работы , организм преобразует питательного вещества в . В конечном итоге, вся энергия, полученная организмом с пищей, кроме той части, которая идет на механическую работу, превращается в тепловую, и в виде тепла отдается организмом в окружающую среду. Принято выделять несколько этапов в этом теплообразовании, которые делятся на два вида:

1. Прежде всего, тепловые потери присущи биологическому окислению питательных веществ, в ходе которых синтезируется АТФ. Выделяющаяся при этом тепловая энергия называется первичным теплом.

2. Все остальные теплообразования называют вторичным теплом. К ним относят: тепло при синтезе макромолекул (кроме АТФ); при поддержании градиентов за счет активного транспорта; при мышечном сокращении; при трении мышц, кровеносных сосудов, суставов и т. д.; при распаде белков и других макромолекул; при пассивном транспорте веществ.

На рисунке показана схема преобразования солнечной энергии в организме человека.

Вся тепловая энергия, образующаяся в организме человека, уходит из него. Теплообмен осуществляется на поверхности тела, при этом различают четыре основных его способа:

1. Теплопроводность -

2. Конвекция -

3. Излучение -

4. Испарение -

  1.  Теплопроводность играет основную роль в переносе тепла через одежду. Тепловая энергия, переносимая посредством теплопроводности, может быть вычислена по следующей формуле:

- коэффициент теплопроводности;

- площадь теплообмена;

- температура поверхности тела;

- температура окружающей среды;

- толщина слоя (одежды);

- время, в течение которого идет процесс теплообмена.

2. Конвекцией называют перенос тепла, перемещающийся средой, то есть, движущийся газом или жидкостью. Различают естественную и принудительную конвекцию. При естественной конвекции причиной перемещения среды является сама разность температур в различных ее частях. Например, холодный воздух, как более плотный и тяжелый, опускается вниз и вытесняет легкий теплый воздух. В случае принудительной конвекции (ветер, вентилятор) имеется внешняя сила, принудительная конвекция значительно эффективнее переносит тепло, чем естественная. Перенос тепла при конвекции описывается такой же формулой, как и для теплопроводности, но уже имеет не постоянное значение, а зависит от конкретных условий, в которых находится организм.

3. Перенос тепла излучением осуществляется путем испускания инфракрасных лучей. В соответствии с законом Вина, максимальное излучение при температуре поверхности человеческого тела 36,7 , приходится на длину волны 10 микрон. Величину энергии, излучаемую телом, можно приблизительно найти по формуле, полученной из закона Стефана-Больцмана:

  - так как, для данной инфракрасной (ИК) области спектра, человек представляет собой абсолютно черное тело.

4. Тепло, отводимое от организма путем испарения, рассчитывается по формуле:

- скрытая теплота (удельная) испарения

 - масса жидкости, испаряемая с поверхности тела.

Теплоотдача осуществляется только при испарении жидкости с поверхности тела. Если человек выделяет много пота, но условий для его испарения нет, то теплоотдача не является эффективной. Так, при 100 % относительной влажности (паровая баня), испарение полностью прекращается. С кожных покровов человека испаряется не только вода, но и межклеточная жидкость. За сутки с поверхности кожи испаряется примерно 0,3-0,4 л жидкости. Жидкость испаряется не только с кожи, но и со слизистых оболочек. Так, у человека в сутки испаряется 0,3-0,4 л жидкости со слизистых оболочек дыхательных путей.

Испарение является наиболее эффективным способом теплообмена организма при высокой температуре и низкой влажности внешней среды. Все остальные способы теплопередачи функционируют только тогда, когда температура окружающей среды ниже, чем температура кожи человека, в противном случае они превращаются в механизм дополнительного нагрева организма. Это обстоятельство учитывается уравнением теплового баланса организма человека, которое имеет вид:

М - теплопродукция (количество тепла, которое выделяется в организме в сутки). В уравнении знак “+”- если температура окружающей среды больше то есть , знак “-” - если .


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

199. Разработка конструкции транзисторного радиопередатчика, размещенного в кабине планера 9.15 MB
  Передающий тракт систем радиосвязи, расчет режимов транзистора мощного усилителя. Расчет режима мощного усилителя СВЧ и некоторое значение тока возбуждения. Расчет режима транзистора по схеме ОЭ без учета индуктивности выводов.
200. Разработка базы данных с помощью Microsoft Excel и Microsoft Access 466 KB
  Разработка логической модели базы данных средствами Microsoft Excel. Создание базы данных Microsoft Access, а также SQL-запросов и макросов. Создание таблиц и построение схемы данных, создание форм ввода-вывода информации.
201. Расчет плиты с круглыми пустотами 305.5 KB
  Нормативные и расчетные характеристики тяжелого бетона класса В25. Предварительное напряжение при благоприятном влиянии с учетом натяжения арматуры. Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.
202. Исследование многопозиционной фазовой модуляции 306.5 KB
  Освоение основных принципов моделирования в среде MATLAB, знакомство с многопозиционными методами модуляции. Приобретение навыков по исследованию характеристик модулированного сигнала M-PSK.
203. Разработка практичного программного обеспечения для хранения данных компании в С# 522.5 KB
  Среда разработки поддерживает различные языки программировании в том числе С# и позволяет легко реализовать дизайн создаваемого приложения. Обзор основных функций программы Enterprise Management. Возможности настраиваемого интерфейса программного обеспечения.
204. Комплекс водоочистных сооружений для промышленного предприятия с технологической потребностью в воде 466 KB
  Общие сведения о системе водоснабжения и водоотведения промышленного предприятия. Балансовая схема водоснабжения и водоотведения промышленного предприятия. Разработка технологической схемы и расчет сооружений станции водоподготовки технической воды.
205. Конструирование гендерной нормы в современном российском обществе 670.5 KB
  Понятие нормы и патологии в контексте властных практик современного общества. Социологическое объяснение гендерной и сексуальной идентичности. Отношение общества и отдельных социальных групп к гомосексуальности и гомосексуалистам.
206. Промышленные способы обработки металла методом литья 1.1 MB
  Понятие границы выливаемости в области затвердевания сплава. Характеристика основных промышленных способов плавления металлов и сплавов в литейном производстве. Понятие огнеупорных материалов и их классификация.
207. Конструирование и использование отчетов 724.5 KB
  Отчеты предназначены для вывода информации из базы данных, прежде всего, на принтер. Перед выводом на принтер отчет можно просмотреть на экране. Отчет строится на основании таблиц и запросов, с группировкой данных и подведением итогов.