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

73077. Психоаналитические теории культуры: З.Фрейд, К.Юнг, Ж.Лакан 34 KB
  Юнг швейцарский психолог психиатр. Ученик Фрейда Юнг пришел к выводу о том что типичные образы являющиеся в снах пациентов являются явлением не извне. Юнг выделяет в структуре психики человека не только индивид. Таким образом Юнг приходит к выводу что коллективное бессознательное имеет культурное...
73078. Морфология культуры в XX веке: О.Шпенглер, А.Тойнби, П.Сорокин 40 KB
  Морфология культуры в XX веке: О. В основе каждой культуры лежит общественный идеал или степень культуры кот. Вслед за Данилевским Шпенглер считает что развитие культуры выстраивается по образцу живого организма походит стадии детства юности зрелости старости смерти.
73079. Типология культур Н.Данилевского 32.5 KB
  В основу концепции исторической типологии им положен принцип многообразия локальных цивилизаций циклического развития культуры. Данилевский первым обосновал такой подход к истории мировой культуры. Данилевский отстаивал идею самобытности русской культуры национального характера русского народа и духовных ценностей.
73080. Позитивистские и эволюционные концепции культуры: Г.Спенсер, Э.Тайлор 33.5 KB
  В 19 веке появилась специальная наука об человеческих общностях социология ставшая основой для формирования культурной антропологии социологии культуры и более частных культурологических дисциплин культурной этнологии и этнографии социологии искусства и т.
73081. Теории развития культуры в эпоху Просвещения. Д.Вико и И.Гердер 36.5 KB
  Просветителей интересовала возможность духовного совершенствования человека, взаимопонимания народов. Эти идеи оказали значительное влияние на развитие общественной мысли. Вместе с тем в 19-20 вв. идеология Просвещения нередко подвергалась критике за идеализацию человеческой природы...
73082. РЕЧЕВЫЕ АКТЫ В СТАНДАРТНОЙ ТЕОРИИ 90 KB
  Речевой акт в понимании Дж. Остина Первой своей задачей при создании теории речевых актов Дж. Остин считал выяснение характера отношений между констативными и перформативными высказываниями и условий удачности перформативов.
73083. Социальная философия и теоретическая социология 272 KB
  В противоположность кайресу следует обозначить состояние которе метафорически можно назвать исторической дремотой сном истории. Сон истории - это период когда как кажется ничего не происходит. Это и есть ритм истории. Факторы исторического процесса и их соотношение...
73084. Вывод (доказательство) в логике 31.5 KB
  Вывод доказательство в логике: вывод и вывод из данных формул в аксиоматическом исчислении высказываний прямое и косвенное доказательство в системах естественного вывода. Доказательство логическая форма мысли обосновывающая истинность того или иного положения посредством других положений...
73085. Политика снижения рождаемости, ее результативность в разных странах 23.47 KB
  Политика одного ребёнка на одну семью (или одна семья — один ребёнок) — демографическая политика Китая. Китай был вынужден законодательно ограничить размер семьи в 1970-х годах, когда стало понятно, что огромное количество людей перегружает земельные, водные и энергетические ресурсы страны.