Exchange de căldură cu mediul înconjurător. O persoană este în mod constant într-o stare de schimb de căldură cu mediul. Activitatea vitală a unei persoane este însoțită de eliberarea continuă a căldurii în mediul înconjurător. Cantitatea sa depinde de gradul de stres fizic în anumite condiții climatice și este de la 85 J / s (în repaus) la 500 J / s (cu muncă severă). Pentru fluxul normal de procese fiziologice din corpul uman, este necesar ca căldura alocată de corp (Q TV) să fie complet dată în mediul înconjurător (Q care), adică ar fi balanța termică Q TV \u003d Q Apoi. Depășirea disiparea căldurii a corpului peste transferul de căldură în mediul înconjurător (Q TV\u003e Qto) duce la încălzirea corpului și la creșterea temperaturii corpului. O astfel de sănătate termică se caracterizează prin concept fierbinte. Dimpotrivă, excesul de transfer de căldură peste eliberarea de căldură (Q TV< Q то) приводит к охлаждению организма и снижению его температуры. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием rece.
Unul dintre indicatorii importanți ai stării termice a corpului este temperatura medie a corpului (organele interne) de aproximativ 36,5 ° C. Chiar și abaterile minore de la această temperatură în una sau de cealaltă parte conduc la o deteriorare a bunăstării umane. Depinde de gradul de încălcare a echilibrului termic și de nivelul consumului de energie în performanța muncii fizice.
Schimbul de căldură dintre corpul uman și mediu depinde de parametrii microclimatului: temperaturile ambientale, viteza aerului, umiditatea relativă a aerului. Pentru a înțelege influența acestui caracter sau a acestui indicator asupra schimbului de căldură, este necesar să se ia în considerare mecanismele datorate cărora căldura este transmisă de la un subiect la altul (în special, de la o persoană la mediul înconjurător și viceversa).
Impactul căldurii de către corpul uman este prin:
Conductivitate termică q t;
Convecția Q K ca urmare a spălării aerului corpului uman;
Radiații la suprafețele înconjurătoare Q a;
Evaporarea umidității de pe suprafața pielii Q de IP și când respirați Q in.
Căldura poate fi transmisă numai din corp cu o temperatură mai mare la corp cu o temperatură mai scăzută. Intensitatea căldurii recul depinde de diferența de temperatură a corpurilor (în cazul nostru, aceasta este temperatura corpului uman și a temperaturii obiectelor umane și a aerului înconjurător) și a proprietăților termoizolante ale îmbrăcămintei. Deoarece temperatura corpului uman este relativă la valoarea de 36,5 ° C variază într-o gamă mică, schimbarea reculului de căldură de la o persoană are loc în principal datorită modificărilor temperaturii ambientale a mediului. Dacă temperatura aerului sau persoanele care înconjoară obiectele de mai sus sunt de 36,5 ° C, nu există nici o întoarcere de căldură de la o persoană, ci, dimpotrivă, încălzirea sa.
Îmbrăcămintea bărbatului are proprietăți termoizolante: ceea ce este mai cald, cu atât mai mică se mișcă căldura de la persoana la mediul înconjurător. Astfel, reglementarea transferului de căldură umană cu mediul, datorită temperaturii ambiante și alegerii îmbrăcămintei cu diferite proprietăți de izolare termică.
Aerul situat aproape de obiectul cald este încălzit. Aerul încălzit are o densitate mai mică și, la fel de ușor, urcă, iar locul său ocupă aer mai rece din mediul înconjurător. Fenomenul de schimb al porțiunilor aeriene datorat diferenței de densități de aer cald și rece este numit convecție naturală.
Dacă un obiect cald este suflat de aer rece, atunci procesul de înlocuire a straturilor de aer mai calde la element la cel mai rece este accelerată. În acest caz, subiectul încălzit va fi aer mai rece, diferența de temperatură dintre obiectul încălzit și aerul înconjurător va fi mai mare, iar intensitatea căldurii de căldură de la subiectul la aerul înconjurător va crește. Acest fenomen este numit convecție forțată. Astfel, ajustarea schimbului de căldură între persoana și mediul poate fi modificată cu viteza mișcării aerului, adică Transvecția de transfer de căldură este cu atât mai mare este mai mică temperatura ambiantă și cu atât este mai mare viteza mișcării aerului.
Energia termică, întoarcerea la suprafața corpului fierbinte într-un radiație infraroșu (undă electromagnetică), este transmisă la alta (suprafața rece), unde se transformă în termic. Firul radiant este mai mare decât diferența dintre temperaturile umane și obiectele înconjurătoare. Mai mult, fluxul radiant poate proveni de la o persoană dacă temperatura elementelor înconjurătoare este mai mică decât temperatura persoanei și invers, dacă elementele înconjurătoare sunt mai încălzite, adică. Fluxul radiant cu radiație de schimb de căldură este cu atât mai mare este mai mică temperatura suprafețelor umane înconjurătoare.
Intensitatea evaporării și, prin urmare, valoarea recuperării căldurii din organismul mediului depinde: mai întâi, pe temperatura ambiantă: cu cât temperatura este mai mare, cu atât intensitatea evaporării; În al doilea rând, din umiditatea aerului: cu atât mai mare umiditatea, cu atât intensitatea evaporării; În al treilea rând, cu privire la viteza de mișcare: intensitatea evaporării crește cu creșterea ratei de circulație a aerului; În al patrulea rând, de intensitatea muncii: nivelul de transpirație crește proporțional cu severitatea lucrării efectuate.
În procesul de respirație, aerul mediului, care se încadrează într-un bărbat pulmonar, se încălzește și se saturează simultan cu vapori de apă. Astfel, căldura este îndepărtată din corpul uman cu aer expirat (QB). Cantitatea de căldură eliberată de om cu aer expirat depinde de efortul fizic, umiditatea și temperatura aerului înconjurător (inhalat). Cu cât este mai mare activitatea fizică și sub temperatura ambiantă, cu atât este mai mare căldură cu aerul expirat. Cu o creștere a temperaturii și umidității aerului înconjurător, cantitatea de căldură luată prin respirație scade.
Astfel, direcția fluxurilor termice QT Q la Q din poate fi de la o persoană la aer și subiecți din jurul acestuia și subiectul, în funcție de ceea ce este mai mult - temperatura corpului unei persoane sau a aerului înconjurător și a corpului înconjurând-o.
Disiparea căldurii corpului uman este determinată în primul rând de amploarea încărcăturii musculare în timpul activității umane și de transferul de căldură - temperatura aerului și a obiectelor ambientale, viteza de mișcare și umiditatea relativă a aerului.
Parametrii microclimatului în mediul natural și în condițiile de producție pot varia foarte mult. Împreună cu schimbarea parametrilor microclimatului, bunăstarea termică a unei persoane se schimbă. Soldul de căldură afectat într-o direcție sau altul este cauzat de reacția din corpul uman care contribuie la recuperarea acestuia.
Procesele proceselor de gestionare a căldurii pentru a menține o temperatură constantă a corpului numită termoreglare. Vă permite să mențineți temperatura organelor interne de constantă (ZB, 5 ° C) și nu are organe specifice. Confruntarea frigului sau a căldurii are loc sub controlul sistemului nervos, care include organe specifice într-un sistem funcțional specific, asigurând menținerea temperaturii constante în cel mai eficient și mai economic mod. Sistemul fiziologic de termoreglare include reglarea generației de căldură și a transferului de căldură.
Termoregularea se efectuează în următoarele moduri: biochimice, prin schimbarea intensității circulației sângelui și intensitatea gardului.
Calea biochimică termoreglare Se compune în schimbarea intensității proceselor oxidative care apar în corpul uman. Manifestarea externă a proceselor de reglementare biochimice este tremurul muscular, care a fost deja spus, apare atunci când organismul este superpocat. Crește eliberarea de căldură până la 125 ... 200 J / s. Ca urmare a reacțiilor chimice complexe, se dezvoltă căldură, care este consumată pentru a menține procesele vitale: activitatea inimii, organele respiratorii.
Modificarea termoregării în intensitatea circulației sângelui Este capacitatea organismului de a ajusta volumul de sânge furnizat, care, în acest caz, poate fi considerat un purtător de căldură de la organele interne la suprafața corpului uman prin îngustarea sau extinderea vaselor de sânge.
Cu temperaturi ridicate la temperaturi ambientale, vasele de sânge ale pielii se extind și mai multe fluxuri de sânge spre ea de la organele interne și, prin urmare, mai multă căldură este dată mediului.
La temperaturi scăzute există un fenomen invers: vasele de sânge sunt îngustate, cantitatea de sânge și, în consecință, căldura furnizată pielii scade, temperatura sa este redusă și, ca rezultat, scăderea reculului de căldură de la om mediu inconjurator.
Modificarea termoregării în intensitatea gardului Se compune în schimbarea procesului de transfer de căldură din cauza evaporării. Răcirea organismului din cauza evaporării este de mare importanță. Astfel, la o temperatură ambiantă de 36 ° C, disiparea căldurii de la o persoană din mediul înconjurător este efectuată aproape numai datorită evaporării transpirației. În reglementarea procesului de schimb de căldură, toate metodele sunt implicate, dar într-o măsură mai mare sau mai mică.
Se stabilește experimental că metabolismul optim în organism și, în consecință, productivitatea maximă a muncii apare dacă componentele procesului de transfer de căldură se află în următoarele limite:
Q k + q t \u003d 30%; Q de -45.
Q este \u003d 20% q b \u003d 5%
Un astfel de echilibru caracterizează absența sistemului de termoregulare.
Parametrii microclimatului din mediul aerian care determină metabolismul optim în organism și în care nu sunt numite senzații neplăcute și tensiuni ale sistemului de termoregulare confortabil sau optim. Zona în care mediul îndepărtează pe deplin căldura eliberată de organism și nu există o tensiune a sistemului de termoregulare, numită zonă de comfort. Condițiile în care starea termică normală a unei persoane este încălcată, numită incomod.
Cu o tensiune minoră a sistemului de termoregulare și disconfort mic, sunt stabilite condiții meteorologice admise. După depășirea valorilor parametrilor meteorologici, sistemul de termoregulare funcționează în modul tensionat, persoana se confruntă cu disconfort puternic, echilibrul termic este perturbat și supraîncălzirea sau supercooling-ul corpului, în funcție de direcția care este întreruptă echilibrul termic.
Adaptarea și aclimatizarea atunci când lucrați în condiții de încălzire și climă de răcire. Corpul de lucru în condițiile expunerii constante la temperaturi ridicate sau reduse este într-o stare de echilibru dinamic cu mediul extern. (stereotipul dinamic) - Acesta este un echilibru stabilit prin adaptarea corpului uman în anumite condiții meteorologice.
Baza de adaptare la microclimatul de încălzire sau răcire este procesele care vizează menținerea unui anumit nivel și a relației de sisteme fiziologice, organe, mecanisme de control care asigură o viață ridicată a corpului.
La etapele inițiale, adaptarea se efectuează prin activarea mecanismelor compensatorii - reacții reflexe primare destinate eliminării sau slăbirii schimburilor funcționale din organism cauzate de stimulii termici. În procesul de adaptare (adaptare), toate activitățile corpului prin mecanisme neurohumorale sunt reduse la o echilibrare din ce în ce mai precisă și subțire cu mediul.
Ca urmare a procesului de adaptare, starea stabilă a sistemelor vitale ale organismului în condițiile microclumatice modificate a mediului este stabilită - aclimatizare.
Aclimatizare - Adaptarea la noi condiții climatice este un caz special de adaptare, se dezvoltă ca rezultat al unei șederi lungi la temperaturi ridicate și scăzute. Caracteristicile caracteristice ale adaptării și aclimatizării sunt îmbunătățirea stării generale, a tolerabilității mai ușoare a temperaturilor ridicate și scăzute, reducând perioada de restaurare a funcțiilor și performanțelor fiziologice.
Adaptarea la temperaturi ridicate Se exprimă în creșterea activității mușchilor, o scădere semnificativă a schimbului principal. Atunci când lucrați asociat cu temperatura ridicată a încăperii, adaptarea se datorează reducerii produsului termic, formarea unei redistribuții persistente a vaselor de flux sanguin, astfel încât întoarcerea corpului din corp este facilitată. Potting de la exces - în faza de urgență - se transformă în o temperatură ridicată adecvată. În procesul de adaptare, cu o transpirație pronunțată, se observă o scădere a concentrației de cloruri în sudoare, ceea ce ajută la reducerea tulburărilor metabolismului de sare de apă. Tensiunea arterială scade, rata pulsului și respirația este incrementată, temperatura corpului este oarecum oarecum.
Adaptarea la efectele frigului. Influența frecventă și pe termen lung a frigului duce la o creștere a metabolismului și la consolidarea produsului termic. Atunci când lucrați în ateliere de lucru la rece sau la frigidere, primele zile ca răspuns la un produs termic de temperatură scăzută crește neeconomic, excesiv, transferul de căldură nu este încă limitat suficient. După ce faza este determinată de adaptarea rezistentă, procesele de producere a căldurii devin mai intense, iar transferul de căldură scade și sunt în cele din urmă echilibrate în așa fel încât să mențină cel mai mult o temperatură stabilă a corpului în noi condiții.
Pentru adaptarea activă în acest caz, sunt atașate mecanisme pentru a asigura instrumentele receptorului la frig, adică o creștere a pragului de iritare a acestor receptori. Temperatura pielii este restabilită rapid, există o îngustare mai puțin pronunțată a vaselor pielii, o cantitate mare de sânge, volumul creșterii sângelui circulant.
Pe parcursul adaptarea adaptării infraroșii Excitabilitatea receptorilor scade, există o ușoară creștere a pulsului și o creștere a temperaturii corporale, o creștere a intensității transpirației, o creștere a numărului de substanțe grase și o scădere a concentrației de cloruri în sudoare.
Adaptarea se observă dacă oscilațiile parametrilor microclimatului de producție nu depășesc capacitățile compensatorii ale corpului. Oscilațiile pronunțate de condițiile meteorologice fac dificilă adaptarea corpului. Intensitatea și durata excesivă, stimulii termici pot duce la o defalcare a adaptării. Defalcările de adaptare sunt asociate cu o scădere a reactivității imunologice a corpului și implică o varietate de efecte adverse, în special o morbiditate crescută.
A. Viața umană poate scurge doar într-un interval de temperatură îngust.
Temperatura are un impact semnificativ asupra fluxului proceselor vitale din corpul uman și asupra activității sale fiziologice. Procesele de viață sunt limitate la o gamă de temperatură îngustă a mediului intern în care pot apărea reacții enzimatice de bază. Pentru o persoană, o scădere a temperaturii corpului sub 25 ° C și creșterea acestuia peste 43 ° C este de obicei mortal. Este deosebit de sensibil la schimbările în celulele nervoase de temperatură.
Căldură Aceasta provoacă transpirație intensivă, ceea ce duce la deshidratarea corpului, pierderea de săruri minerale și vitamine solubile în apă. Consecința acestor procese este îngroșarea sângelui, o încălcare a metabolismului sării, a secreției gastrice, a dezvoltării unui deficit de vitamine. Reducerea permisă în greutate în timpul evaporării este de 2-3%. Atunci când pierderea în greutate din evaporare este de 6%, activitatea mentală este încălcată și cu o pierdere în greutate de 15-20%, moartea vine. Acțiunea sistematică a temperaturii ridicate cauzează modificări ale sistemului cardiovascular: creșterea pulsului, schimbarea tensiunii arteriale, slăbirea capacității funcționale a inimii. Expunerea pe termen lung la temperatura ridicată duce la acumularea de căldură în organism, în timp ce temperatura corpului poate crește la 38-41 ° C și poate apărea o lovitură termică cu pierderea conștiinței.
Temperaturi scăzute Pot apărea cauze de răcire și supercooling organismul. La răcirea în organism, transferul de căldură este redus reflexiv, iar creșterea producătorului termic. Reducerea transferului de căldură are loc datorită spasmelor (îngustarea) vaselor, mărind rezistența termică a țesuturilor corpului. Expunerea pe termen lung la temperatura scăzută duce la o spa vasculară rezistentă, tulburări de țesuturi. Creșterea produsului termic în timpul răcirii este realizată printr-o creștere a proceselor metabolice oxidative în organism (o scădere a temperaturii corporală la 1 ° C este însoțită de o creștere a proceselor metabolice la 10 ° C). Impactul temperaturilor scăzute este însoțit de o creștere a tensiunii arteriale, volumul de inhalare și o scădere a frecvenței respiratorii. Răcirea corpului schimbă schimbul de carbohidrați. Răcirea mare este însoțită de o scădere a temperaturii corporale, oprimarea organelor și a sistemelor de corp.
B. Miezul și carcasa exterioară a corpului.
Din punctul de vedere al termoregării, corpul uman poate fi reprezentat format din două componente - extern coajă și intern nuclee..
Nucleu- aceasta face parte din organism, care are o temperatură constantă (organe interne) și coajă- o parte a corpului în care există un gradient de temperatură (acestea sunt țesuturile stratului de suprafață al corpului cu o grosime de 2,5 cm). Prin cochilie există schimb de căldură între miez și mediu, adică modificările în conductivitatea termică a cochiliei determină constanța temperaturii kernelului. Conductivitatea termică variază datorită modificărilor alimentării cu sânge și a fluxului sanguin al țesutului coajă.
Temperatura diferitelor secțiuni ale kernelului este diferită. De exemplu, în ficat: 37,8-38,0 ° C, în creier: 36,9-37,8 ° C. În general, temperatura nucleului corpului uman este 37,0 ° C. Acest lucru se realizează utilizând procesele de termoreglare endogenă, rezultatul căruia este un echilibru stabil între cantitatea de căldură produsă în organism ( producția de căldură) și cantitatea de căldură disipată de organism în același timp în mediul înconjurător ( heat Press).
Temperatura umană a pielii în diferite zone variază de la 24,4 ° C la 34,4 ° C. Cea mai mică temperatură este observată pe degetele picioarelor, cea mai mare - în axilă. Se bazează pe măsurarea temperaturii în axilă, organismul este de obicei judecat la momentul timpului.
Conform datelor medii, temperatura medie a persoanei nudice într-o temperatură confortabilă a aerului este de 33-34 ° C. Există fluctuații zilnice în temperatura corpului. Amplitudinea oscilațiilor poate ajunge la 1 ° C. Temperatura corpului este minimă în ceasul preliminar (3-4 ore) și maximul în timpul zilei (16-18 ore).
De asemenea, este cunoscut faptul că fenomenul asimetriei temperaturii. Se observă aproximativ 54% din cazuri, iar temperatura din depresia axilară din stânga este puțin mai mare decât în \u200b\u200bpartea dreaptă. Asimetria și alte zone ale pielii sunt posibile, iar severitatea asimetriei este mai mare de 0,5 ° C mărturisind patologia.
V. schimbul de căldură. Soldul generației de căldură și transferul de căldură în corpul uman.
Procesele de viață umană sunt însoțite de generarea de căldură continuă în corpul său și de impactul căldurii formate în mediul înconjurător. Schimbul de energie termică între organism și mediu se numește schimb de caldura. Produsul termic și transferul de căldură se datorează activităților sistemului nervos central, reglând metabolismul, circulația sângelui, transpirația și activitatea mușchilor scheletici.
Corpul uman este un sistem de autoreglementare, cu o sursă internă de căldură, în care, în condiții normale, produsul termic (cantitatea de căldură formată) este egală cu cantitatea de căldură dată mediul extern (transfer de căldură). Se numește constanța temperaturii corpului izotermie.. Acesta asigură independența proceselor metabolice în țesuturile și organele din fluctuațiile temperaturii ambientale.
Temperatura internă a corpului uman este constantă (36,5-37 ° C) datorită controlului intensității produsului termic și transferul de căldură, în funcție de temperatura mediului extern. Și temperatura pielii umane atunci când este expusă la condițiile externe, poate fi schimbată în limite relativ largi.
În corpul unei persoane timp de 1 oră, atât de multă căldură este formată după cum este necesar pentru a fierbe 1 litru de apă înghețată. Și dacă corpul era impenetrabil să se încălzească cazul, apoi o oră mai târziu, temperatura corpului ar fi crescut de aproximativ 1,5 ° C, în timp ce ceasul ar ajunge la punctul de fierbere de apă. În timpul muncii fizice severe, formarea de căldură crește de mai multe ori. Totuși, temperatura corpului nostru nu se schimbă. De ce? Tocmai în echilibrarea proceselor de educație și căldură de căldură în organism.
Factorul principal care determină nivelul echilibrului termic este temperatura mediului. Cu abaterea sa de la o zonă confortabilă în organism, se stabilește un nou nivel de echilibru termic, oferind izotermie în noile medii de mediu. O astfel de constantă a temperaturii corpului este asigurată de mecanism termoregulareCuprinzând procesul de producere a căldurii și procesul de generare a căldurii care este reglementat de neuro-endocrină.
Conceptul de termoreglare a corpului.
Temoregularea - Aceasta este o combinație de procese fiziologice care vizează menținerea temperaturii relative a constanței nucleului organismului în condiții de modificare a temperaturii mediului utilizând reglarea produsului termic și transferul de căldură. Termoregularea vizează prevenirea tulburărilor balanței termice a corpului sau asupra restaurării sale, dacă au apărut deja astfel de încălcări și se efectuează de către Neuro-Humoral.
Se crede că termoregularea este caracterizată numai de animalele homootermale (includ mamifere (inclusiv o persoană), păsări), corpul care are capacitatea de a menține temperatura zonelor interioare ale corpului la o relativ constantă și destul de mare Nivel (aproximativ 37-38 ° C la mamifere și 40-42 ° C la păsări) Indiferent de modificările temperaturii ambientale.
Mecanismul de termoreglare poate fi reprezentat ca un sistem de auto-guvernare cibernotetic cu feedback. Fluctuațiile privind temperatura ambiantă acționează asupra învățământului special al receptorilor ( termoreceptor), sensibil la schimbarea temperaturii. Termoreceptorii sunt transmise către centrele de termoregulare informații despre starea termică a organului, la rândul său, centrele de termoregulare prin fibrele nervoase, hormonii și alte substanțe biologice active schimbă nivelul de transfer de căldură și producția de căldură sau secțiunile corporale (termoregularea locală) , sau corpul în ansamblu. Când centrele de termoregulare sunt oprite cu substanțe chimice speciale, organismul pierde capacitatea de a menține constanța temperaturii. Această caracteristică din ultimii ani este utilizată în medicină pentru răcirea artificială a corpului în timpul operațiilor chirurgicale complexe pe inimă.
Termoreceptoare de piele.
Se estimează că o persoană are aproximativ 150.000 de rece și 16.000 de receptori termici care reacționează la modificările temperaturii organelor interne. Termoreceptorii sunt situați în piele, în organele interne, în tractul respirator, mușchii scheletici și sistemul nervos central.
Pielea termoreceptor se adaptează rapid și reacționează atât de mult la temperatura însăși ca schimbări. Numărul maxim de receptori este în zona capului și gâtului, minimul de pe membrele.
Receptorii rece sunt mai puțin sensibili, iar pragul lor de sensibilitate este de 0,012 ° C (când este răcit). Pragul de sensibilitate al receptorilor termici este mai mare și este de 0,007 ° C. Acest lucru se datorează probabil pericolului mai mare pentru corpul supraîncălzirii.
D. Tipuri de termoreglare.
Termoregularea poate fi împărțită în două tipuri principale.:
1. Termoregularea fizică:
Evaporare (transpirație);
Radiații (radiații);
Convecție.
2. Termoreglare chimică.
Termogeneză contractilă;
Termogeneza non-culturală.
Termoregularea fizică (Procedeul care îndepărtează căldura din organism) - asigură constanța constanței temperaturii corpului datorită schimbării căldurii de căldură de către organism prin conducând prin piele (conducție și convecție), radiaysuscript (radiații) și evaporare de apa. Returnarea căldurii generate în organism este reglată prin schimbarea conductivității termice a pielii, a stratului de grăsime subcutanat și a epidermei. Transferul de căldură este în mare parte reglementat de dinamica circulației sanguine în țesuturile termice și izolatoare termoizolante. Cu o creștere a temperaturii ambientale în transferul de căldură începe să domine evaporarea.
Conducerea, convecția și radiațiile sunt căile pasive ale transferului de căldură pe baza legilor fizicii. Ele sunt eficiente numai, menținând un gradient de temperatură pozitiv. Cu cât diferența de temperatură dintre corp și mediu este dată mai puțină căldură. Cu aceiași indicatori sau la temperaturi ridicate ale ambientului, căile menționate nu sunt numai eficiente, dar corpul se produce și corpul. În aceste condiții, doar un singur mecanism de recuperare a căldurii este declanșat în corpul de transpirație.
La temperatura ambiantă scăzută (15 ° C și mai jos), aproximativ 90% din transferul zilnic de căldură apare datorită controlului căldurii și emisiei de căldură. În aceste condiții, nu există nici o transpirație vizibilă. La temperatura aerului de 18-22 ° C, transferul de căldură datorat conductivității termice și emisiilor de căldură scade, dar pierderea de căldură crește de organism prin evaporarea umidității de pe suprafața pielii. Cu creșterea temperaturii ambientale până la 35 ° C, transferul de căldură cu radiație și convecție devine imposibil, iar temperatura corpului este menținută la un nivel constant prin evaporarea apei de pe suprafața pielii și a plămânilor alveoli. Cu umiditate ridicată, atunci când evaporarea apei este dificilă, supraîncălzirea corpului poate să apară și să dezvolte o lovitură de căldură.
Într-o persoană în repaus la temperatura aerului de aproximativ 20 ° C și un transfer total de căldură echivalent la 419 kJ pe oră, 66% se pierde folosind radiații, evaporarea apei - 19%, convecția - 15% din căldura totală pierderea de către organism.
Termoregularea chimică(Procesul care asigură formarea căldurii în organism) este implementat prin metabolism și prin produsele de căldură ale acestor țesuturi ca mușchi, precum și ficatul, grăsimea brună, adică modificări ale nivelului de generare a căldurii - datorate la câștig sau slăbirea intensității metabolismului în celulele corpului. La oxidarea substanțelor organice, energia este eliberată. O parte din energie se duce la sinteza ATP (adenozina trifosfat este o nucleotidă, care joacă un rol extrem de important în schimbul de energie și substanțe din organism). Această energie potențială poate fi utilizată de organism în viitoarele sale activități. Sursa de căldură în organism este toate țesuturile. Sânge, care curge prin țesătură, se încălzește. O creștere a temperaturii ambientale determină o reducere reflexă a metabolismului, ca urmare a acestui fapt, generarea de căldură scade în organism. Cu o scădere a temperaturii ambiante, intensitatea proceselor metabolice crește o generație reflectică și de căldură este îmbunătățită.
Includerea termoregării chimice are loc atunci când termoregularea fizică se dovedește a fi insuficientă pentru menținerea constanței temperaturii corpului.
Luați în considerare aceste tipuri de termoreglare.
Termoregularea fizică:
Sub termoregularea fizică Înțelegeți combinația de procese fiziologice care duc la modificări ale nivelului transferului de căldură. Există următoarele modalități de recuperare a căldurii de către organism în mediul înconjurător:
Evaporare (transpirație);
Radiații (radiații);
Transfer de căldură (conducere);
Convecție.
Luați în considerare în detaliu:
1. Evaporarea (transpirația):
Evaporare (transpirație)- Aceasta este o recuperare a energiei termice în mediu datorită evaporării transpirației sau umidității de pe suprafața pielii și a membranelor mucoase ale tractului respirator. O persoană este eliberată în mod constant prin transpirație prin glandele de transpirație ale pielii ("tangibile" sau fervoare, pierderea de apă), membranele mucoase ale tractului respirator (pierderea de apă irevomabilă ") sunt umezite. În același timp, pierderea de apă "tangibilă" de către organism are un impact mai semnificativ asupra cantității totale de căldură decât căldura de căldură decât "irelevant".
La temperatura de mediu exterioară, aproximativ 20 ° C, evaporarea umidității este de aproximativ 36 g / h. Deoarece evaporarea a 1 g de apă la om a petrecut 0,58 kcal de energie termică, nu este dificil să se calculeze faptul că prin evaporare de către organismul unui adult, acesta oferă aproximativ 20% din întreaga disipare a căldurii în aceste condiții. Creșterea temperaturii externe, a muncii fizice, a șederii pe termen lung în îmbrăcămintea de izolație termică întăresc transpirația și poate crește la 500-2000 g / h.
O persoană nu tolerează temperatura ambiantă relativ scăzută (32 ° C) în timpul aerului umed. În aerul absolut uscat, o persoană poate fi fără supraîncălzire vizibilă timp de 2-3 ore la o temperatură de 50-55 ° C. Este, de asemenea, prost transferat de haine impenetrabile cu aer (cauciuc, dens, etc.), care împiedică evaporarea transpirației: un strat de aer între îmbrăcăminte și corp este rapid saturat cu perechi și evaporarea în continuare a opririlor sudoarei.
În procesul de transfer de căldură utilizând evaporarea, deși este doar una dintre metodele de termoreglare, există o demnitate excepțională - dacă temperatura exterioară depășește temperatura medie a pielii, atunci corpul nu poate da căldura mediului extern Cu alte metode de termoreglare (radiații, convecție și conducere), pe care vom privi mai jos. Corpul în aceste condiții începe să absoarbă căldura din exterior, iar singura modalitate de împrăștiere a căldurii devine o creștere a evaporării umidității de pe suprafața corpului. O astfel de evaporare este posibilă până când umiditatea mediului rămâne mai mică de 100%. Cu transpirația intensivă, umiditatea ridicată și mișcarea scăzută a aerului, când picături de transpirație, fără a se evapora, îmbinarea și curgerea de pe suprafața corpului, transferul de căldură prin evaporare devine mai puțin eficient.
Când evaporați transpirația, corpul nostru își dă energia. De fapt, datorită energiei corpului nostru, molecula fluidă (adică transpirația) rupe legăturile moleculare și se deplasează de la lichid în stare gazoasă. Energia este cheltuită pe pauza conexiunilor și, ca rezultat, temperatura corpului scade. Frigiderul funcționează pe același principiu. Acesta reușește să mențină temperatura în interiorul camerei, mult mai mică decât temperatura ambiantă. Aceasta face din cauza energiei electrice consumate. Și o facem folosind energia obținută din divizarea produselor alimentare.
Reducerea căldurii de la evaporare poate ajuta la controlul asupra selecției îmbrăcămintei. Hainele trebuie selectate pe baza condițiilor meteorologice și a activității curente. Nu fi leneși să eliminați hainele excesive atunci când încărcăturile sunt în creștere. Vei transpira mai puțin. Și nu fi leneș să o purtați din nou când încărcăturile se opresc. Îndepărtați umezeala și vântul de vânt dacă nu există ploaie cu vântul, altfel hainele se vor bate din interior, de la transpirație. Și, în contact cu îmbrăcăminte umedă, pierdem conductivitatea termică și termică. Apă de 25 de ori mai bună decât aerul efectuează căldură. Deci, în îmbrăcăminte umedă pierdem căldură de 25 de ori mai repede. De aceea este important să susțineți hainele uscate.
Evaporarea este împărțită în 2 tipuri:
dar) Permisiune fără preocupat (Fără participarea glandelor de transpirație) este evaporarea apei de pe suprafața luminii, a membranelor mucoase ale tractului respirator și a apei, scurgeri prin epiteliul pielii (evaporarea de pe suprafața pielii, chiar dacă pielea este uscată ).
În timpul zilei prin tractul respirator, până la 400 ml de apă se evaporă, adică Corpul pierde până la 232 kcal pe zi. Dacă este necesar, această valoare poate fi mărită prin scurtarea termică a respirației. Prin epidermă, în medie, aproximativ 240 ml de apă se scurge pe zi. În consecință, în acest fel corpul pierde până la 139 kcal pe zi. Această valoare, de regulă, nu depinde de procesele de reglementare și de diferiți factori de mediu.
b) Permisiuni simțite(cu participarea activă a glandelor de transpirație) - Aceasta este returnarea căldurii prin evaporarea transpirației. În medie, 400-500 ml de sudoare se deosebesc în timpul unei temperaturi confortabile a mediului, prin urmare, sunt date până la 300 kcal de energie. Evaporarea a 1 litru de oală într-o persoană cu o greutate corporală de 75 kg poate reduce temperatura corpului la 10 ° C. Cu toate acestea, dacă este necesar, volumul de transpirație poate crește la 12 l pe zi, adică. Prin transpirație, puteți pierde până la 7.000 kcal pe zi.
Eficiența de evaporare depinde în mare măsură de mediu: cu atât este mai mare temperatura și umiditatea mai scăzută, cu atât este mai mare eficiența transpirației ca mecanism de recuperare a căldurii. Cu umiditate 100%, evaporarea este imposibilă. Cu o umiditate ridicată a aerului atmosferic, temperaturile ridicate sunt mai grele decât la umiditatea scăzută. În aerul saturat de aer vapori (de exemplu, în baie), sudoarea este evidențiată în cantități mari, dar nu se evaporă și curge de pe piele. O astfel de transpirație nu contribuie la recuperarea căldurii: doar partea sudoarei, care se evaporă de pe suprafața pielii este importantă pentru transferul de căldură (această parte a sudoarei este o transpirație eficientă).
2. Radiații (radiații):
Radiații (radiații)- Aceasta este o modalitate de recuperare a căldurii în mediul înconjurător a suprafeței corpului uman sub formă de valuri electromagnetice ale intervalului infraroșu (A \u003d 5-20 μm). Datorită radiației, toate obiectele dau energie, a căror temperatură este peste zero absolută. Radiația electromagnetică trece liber prin vid, aerul atmosferic pentru acesta poate fi, de asemenea, considerat "transparent".
După cum se știe, orice obiect care este încălzit deasupra temperaturii ambientale radiază căldura. Toată lumea a simțit că stau lângă foc. Focul radiază căldura și încălzește elementele din jur. În același timp, focul își pierde căldura.
Corpul uman începe să emită căldură de îndată ce temperatura ambiantă scade mai mică decât temperatura suprafeței pielii. Pentru a preveni pierderea de căldură prin radiație, trebuie să protejați zonele deschise ale corpului. Acest lucru se face cu haine. Astfel, creăm un strat de aer în îmbrăcăminte între piele și mediu. Temperatura acestui strat va fi egală cu temperatura corporală și pierderea de căldură prin scăderea radiațiilor. De ce pierderea de căldură nu se oprește deloc? Pentru că acum îmbrăcămintea încălzită va emite căldură, pierzându-l. Și chiar punerea unui alt strat de îmbrăcăminte, nu opriți radiația.
Cantitatea de căldură disipată de organism în mediul înconjurător prin radiație este proporțională cu suprafața de radiație (suprafața corporală, care nu este acoperită cu îmbrăcăminte) și diferența dintre valorile medii ale temperaturii pielii și a mediului. La temperatura ambiantă de 20 ° C și umiditatea relativă de 40-60%, corpul unui adult dispează aproximativ 40-50% din căldura totală. Dacă temperatura ambiantă depășește temperatura medie a pielii, corpul uman, razele infraroșii absorbante emise de obiectele înconjurătoare sunt încălzite.
Transferul de căldură prin radiație crește atunci când temperatura ambiantă scade și scade când este mărită. În condiții de temperatură constantă ambiantă, radiația de pe suprafața corpului crește cu creșterea temperaturii pielii și scăderi atunci când este redusă. Dacă temperaturile medii ale pielii și mediului sunt aliniate (diferența de temperatură devine egală cu zero), atunci întoarcerea căldurii prin radiație devine imposibilă.
A redus transferul de căldură al corpului prin radiații prin reducerea zonei suprafeței de radiație - prin schimbarea poziției corpului. De exemplu, atunci când un câine sau o pisică este rece, se transformă într-o încurcătură, reducând astfel suprafața transferului de căldură; Când este fierbinte, animalele, dimpotrivă, ia poziția la care suprafața de transfer de căldură crește cât mai mult posibil. Această metodă de termoreglare fizică nu este lipsită de o persoană, "întorcându-se în minge" în timpul somnului în camera rece.
3. Considerare la căldură (conducere):
Conducerea căldurii (condiție) - Aceasta este o modalitate de returnare a căldurii, care are loc atunci când contactează contactul corpului cu alte corpuri fizice. Cantitatea de căldură dată organismului în mediul înconjurător în această metodă este proporțională cu diferența dintre temperatura medie a corpurilor de contact, zona de contact a suprafețelor, căldura contactului termic și conductivitatea termică a corpului inactiv.
Pierderea de căldură cu conductivitate termică are loc atunci când apare contactul direct cu un obiect rece. În acest moment, corpul nostru dă căldura. Viteza pierderii de căldură depinde puternic de conductivitatea termică a elementului cu care suntem în contact. De exemplu, conductivitatea termică a pietrei este de 10 ori mai mare decât lemnul. Prin urmare, așezat pe piatră, vom pierde căldură mult mai repede. Probabil ați observat că așezarea pe piatră este într-un fel mai rece decât pe un jurnal.
Decizie? Izolați corpul tău de la obiecte reci cu conductori de căldură proastă. Pur și simplu puneți, de exemplu, dacă călătoriți în munți, este aranjat pentru oprire, stați pe un covor turistic sau o crustă de îmbrăcăminte. Pentru noapte, asigurați-vă că puneți covorul de turism pentru sacul de dormit, corespunzător condițiilor meteorologice. Sau, ca o ultimă soluție, stratul gros de iarbă uscată sau ace. Pământul petrece bine (și, prin urmare, "selectează") căldură și este foarte răcit noaptea. În timpul iernii, nu luați obiecte metalice cu mâinile goale. Utilizați mănuși. În înghețuri severe din obiecte metalice, puteți obține degerături locale.
Aerul uscat, țesutul adipos este caracterizat prin conductivitate termică scăzută și sunt izolatoare termice (conductori de căldură proastă). Îmbrăcămintea reduce transferul de căldură. Pierderea de căldură împiedică stratul de aer fără mișcare, situat între îmbrăcăminte și piele. Proprietățile izolației termice ale îmbrăcămintei sunt mai mari decât cea mai mică dintre structurile sale care conțin aer. Aceasta explică bunurile bune izolatoare termice ale îmbrăcămintei din lână și blană, ceea ce face posibilă reducerea împrăștierii căldurii prin conducerea căldurii. Temperatura aerului sub îmbrăcăminte ajunge la 30 ° C. Și, dimpotrivă, corpul gol pierde căldură, deoarece aerul de pe suprafața sa este înlocuit tot timpul. Prin urmare, temperatura pielii părților corpului nud este mult mai mică decât îmbrăcată.
Umed, saturat cu aer vapori de apă este caracterizat prin conductivitate termică ridicată. Prin urmare, reședința unei persoane într-un mediu ridicat de umiditate la temperaturi scăzute este însoțită de o creștere a pierderii de căldură a organismului. Îmbrăcăminte umedă își pierde și proprietățile izolante termice.
4. Convecția:
Convecție- Aceasta este metoda de transfer de căldură al corpului, realizată prin transferul căldurii prin mișcarea particulelor de aer (apă). Pentru împrăștierea căldurii, convecția necesită întărirea suprafeței corpului cu o temperatură mai scăzută, cu o temperatură mai scăzută decât temperatura pielii. În același timp, stratul de aer intens cu pielea este încălzit, reduce densitatea, crește și se înlocuiește cu aer mai rece și mai dens. În condiții, când temperatura aerului este de 20 ° C, iar umiditatea relativă este de 40-60%, corpul unui adult se îndepărtează în mediul înconjurător prin căldură, redirecționând și convocă aproximativ 25-30% din căldură (convecție de bază). Cu viteza crescândă a fluxului de aer (vânt, ventilație), intensitatea transferului de căldură (convecție forțată) crește semnificativ.
Esența procesului de convecție se află în următoarele - corpul nostru încălzește aerul apropiat de piele; Aerul încălzit devine mai ușor rece și urcă și înlocuiește aerul rece, care este încălzit din nou, devine mai ușor și strămutat de următoarea porțiune a frigului. Dacă aerul încălzit nu captează cu haine, atunci acest proces va fi infinit. De fapt, nu suntem haine calde, dar aerul pe care este întârziat.
Când vântul suflă, situația se înrăutățește. Vântul poartă porțiuni uriașe de aer neîncălzit. Chiar și atunci când purtăm un pulover cald, vântul merită să iasă din aer cald. Același lucru se întâmplă atunci când ne mișcăm. Corpul nostru este "prăbușit" în aer și curge în jurul nostru, acționând ca vântul. Acest lucru înmulțește și pierderea de căldură.
Care este soluția? Purtați un strat rezistent la vânt: Windbreaker și pantaloni neprodus. Nu uitați de protecția gâtului și a capului. Din cauza circulației active a sângelui creierului, gâtul și capul sunt cele mai încălzite părți ale corpului, astfel încât pierderile de căldură sunt foarte mari de la ei. De asemenea, în vreme rece trebuie să evitați locurile suflate atât în \u200b\u200btimp ce conduceți și atunci când alegeți un loc peste noapte.
Termoreglare chimică:
Termoregularea chimicăgenerarea de căldură se efectuează datorită modificărilor nivelului metabolismului (proceselor oxidative) cauzate de microvibrarea mușchilor (oscilații), ceea ce duce la o schimbare a formării căldurii în organism.
Sursa de căldură din organism este reacțiile exoterme de oxidare a proteinelor, grăsimilor, carbohidraților, precum și ATP de hidroliză (adenozină trifosfat este o nucleotidă, care joacă un rol extrem de important în schimbul de energie și substanțe din organism; în primul rând , acest compus este cunoscut ca o sursă de energie universală pentru toate procesele biochimice care apar în sistemele live). Atunci când scindarea nutrienților, o parte din energia eliberată este acumulată în ATP, o parte este disipată ca căldură (căldură primară - 65-70% energie). Atunci când se utilizează legături macro-ergice ale moleculelor ATP, o parte a energiei merge la performanța muncii utile și o parte disipați (căldură secundară). Astfel, două fluxuri de căldură - primar și secundar - sunt produsul termic.
Termoregularea chimică este importantă pentru menținerea constanței temperaturii corpului, atât în \u200b\u200bcondiții normale, cât și atunci când temperatura ambiantă se schimbă. La om, se observă câștigul de generare a căldurii datorită creșterii intensității metabolismului, în special atunci când temperatura ambiantă devine sub temperatura optimă sau zona de confort. Pentru o persoană în îmbrăcăminte de lumină obișnuită, această zonă se află la 18-20 ° C, iar pentru gol este de 28 ° C.
Temperatura optimă în timpul șederii în apă este mai mare decât în \u200b\u200baer. Acest lucru se datorează faptului că apa cu capacitate mare de căldură și conductivitate termică răcește corpul de 14 ori mai puternic decât aerul, prin urmare, în baia rece, metabolismul crește mult mai mult decât în \u200b\u200btimpul șederii de aer la aceeași temperatură.
Cea mai intensă generație de căldură din corp are loc în mușchi. Chiar dacă o persoană se află nemișcat, dar cu un mușchi tensionați, intensitatea proceselor oxidative și, în același timp, generarea de căldură, crește cu 10%. O mică activitate motorie duce la o creștere a generării de căldură cu 50-80%, iar munca musculară puternică - cu 400-500%.
În termoregularea chimică, ficatul și rinichii joacă un rol semnificativ. Temperatura sanguină a venelor hepatice este deasupra temperaturii sanguine a arterei hepatice, care indică generarea de căldură intensă în acest organ. Când corpul este răcit, produsele de căldură în ficat crește.
Dacă este necesar, creșteți produsul termic, în plus față de posibilitatea obținerii căldurii din exterior, mecanismele sunt utilizate în organism care sporesc producția de energie termică. Aceste mecanisme includ contractilși Termogeneză non-uzată.
1. Contractarea termogenezei.
Acest tip de termoreglare funcționează dacă este rece și trebuie să ridicați temperatura corpului. Această metodă este în Reducerea mușchiului. La tăierea mușchilor, hidroliza ATP crește, prin urmare fluxul de căldură secundară care se ridică la încălzirea corpului crește.
Activitatea arbitrară a aparatului muscular, are loc în principal sub influența coastei emisferelor mari. În același timp, creșterea produsului termic este posibilă cu 3-5 ori comparativ cu amploarea schimbului principal.
De obicei, cu o scădere a temperaturii temperaturii medii și a sângelui, prima reacție este creșteți tonul de termoregulare (Părul de pe corp "Stand", apar "goosebumps"). Din punctul de vedere al mecanicii de tăiere, acest ton este microvibrația și vă permite să măriți căldura timp de 25-40% din nivelul inițial. De obicei, mușchii gâtului, capului, torsului și membrelor iau parte la crearea tonului.
Cu o supraîncărcare mai semnificativă, tonul de termoregulare trece într-un tip special de contracții musculare - tremorul rece muscularîn care mușchii nu fac munca utilă și reducerea acestora este îndreptată exclusiv pentru a încălzi. Creșteți generarea de căldură. Un frison începe adesea cu mușchii gâtului, fețe. Acest lucru se explică prin faptul că, în primul rând, temperatura sanguină ar trebui să crească, care curge spre creier. Se crede că producția de căldură cu tremor rece este de 2-3 ori mai mare decât cu activitatea musculară arbitrară.
Mecanismul descris funcționează la nivelul reflex, fără participarea conștiinței noastre. Dar este posibil să se ridice temperatura corpului activitate conștientă de motoare. Atunci când efectuați exerciții fizice de energie diferită, produsele termice cresc de 5-15 ori comparativ cu nivelul de odihnă. Temperatura kernelului în primele 15-30 de minute de muncă pe termen lung este destul de rapidă până la un nivel relativ staționar și apoi depozitată la acest nivel sau continuă să crească încet.
2. Termogeneză incomod:
Acest tip de termoreglare poate duce atât la creșterea și să scadă temperatura corpului. Se efectuează prin accelerarea sau încetinirea proceselor metabolice catabolice (oxidarea acizilor grași). Și acest lucru, la rândul său, va duce la scăderea sau creșterea produsului termic. Datorită acestui tip de termogeneză, nivelul produsului termic la om poate crește de 3 ori comparativ cu nivelul schimbului principal.
Reglementarea proceselor de termogeneză neconstituitoare se realizează prin activarea sistemului nervos simpatic, producerea de hormoni ai stratului tiroidian și creier al glandelor suprarenale.
E. Gestionarea termoreglației.
Hipotalamus.
Sistemul de termoregulare constă dintr-un număr de elemente cu funcții interdependente. Informațiile despre temperatura provin de la termistori și cu ajutorul sistemului nervos intră în creier.
Rolul principal în piesele termoregulare hipotalamus. Conține principalele centre de termoreglare, care coordonează numeroase procese complexe care asigură conservarea temperaturii corpului la un nivel constant.
Hipotalamus - aceasta este o zonă mică din creierul intermediar, care include un număr mare de grupări celulare (peste 30 de nuclee), care reglează activitatea neuroendocrină a creierului și homeostaziei (capacitatea de a menține constanța stării sale interne) a corpului său . Hipotalamusul este conectat prin modalități nervoase cu aproape toate departamentele sistemului nervos central, incluzând coaja, hipocampul, migdale, cerebelul, barilul creierului și măduva spinării. Împreună cu hipofizomul, hipotalamusul formează un sistem hipotalamic-hipofizar, în care hipotalamusul controlează eliberarea hormonilor hipofizari și este o legătură centrală între sistemul nervos și endocrin. Aceasta evidențiază hormoni și neuropeptidele și reglează astfel de funcții ca un sentiment de foame și sete, termoregularea corpului, comportamentul sexual, somnul și vegherea (ritmurile circadiene). Cercetări recente arată că hipotalamus joacă un rol important în reglementarea funcțiilor mai mari, cum ar fi memoria și starea emoțională, și astfel participă la formarea diferitelor aspecte ale comportamentului.
Distrugerea centrelor hipotalamusului sau încălcarea legăturilor nervoase duce la pierderea capacității de a regla temperatura corpului.
În hipotalamusul frontal există neuroni care controlează procesele de transfer de căldură(Ele oferă termoreglare fizică - îngustarea vaselor, transpirația). În distrugerea neuronilor hipotalamusului frontal, corpul este slab tolerează temperaturi ridicate, dar se păstrează activitatea fiziologică în condiții reci.
Hipotalamus Neuroni din spate Controlează procesele de generare de căldură(Ele oferă termoreglare chimică - consolidarea generației de căldură, tremurând musculară). Dacă deteriorarea lor este deranjată de capacitatea de a consolida schimbul de energie, organismul nu tolerează frigul.
Celulele nervoase sensibile la căldură ale zonei precortice ale hipotalamusului direct "măsoară" temperatura sângelui arterial care curge prin creier și are sensibilitate ridicată la modificările de temperatură (capabile să distingă diferența de temperatură sanguină în 0,011 ° C ). Raportul dintre neuronii sensibili la rece și căldură din hipotalamus este 1: 6, astfel încât termistors central sunt de preferință activați prin creșterea temperaturii "miezului" corpului uman.
Pe baza analizei și integrării informațiilor privind valoarea temperaturii sanguine și a țesuturilor periferice, în regiunea precortic a hipotalamusului este determinată continuu prin temperatura medie (integrală) a corpului. Aceste date sunt transmise prin introducerea neuronilor în grupul de neuroni ai secțiunii frontale a hipotalamusului, definite în organism un anumit nivel de temperatură corporală - "punct de instalare" al termoregării. Pe baza analizei și comparațiilor valorilor temperaturii corporale medii și a valorii temperaturii specificate care trebuie reglementate, mecanismele "punctului de instalare" prin neuronii efectori ai hipotalamusului spate afectează procesele de transfer de căldură sau de produse termice pentru a respecta temperatura reală și predeterminată.
Astfel, datorită funcției centrului de control termic, se stabilește echilibrul dintre produsul termic și transferul de căldură, ceea ce permite menținerea temperaturii corpului în organismul optim pentru durata de viață a corpului.
Sistemul endocrin.
Hipotalamus gestionează procesele de căldură și de transfer de căldură, trimițând impulsuri nervoase la glandele de secreție internă, în principal tiroide și glande suprarenale.
Participare glanda tiroida Termoregularea se datorează faptului că efectul temperaturii reduse duce la alocarea sporită a hormonilor săi (tiroxină, triiodotironină), accelerând metabolismul și, prin urmare, generarea de căldură.
Rol glandele suprarenaleeste asociat cu eliberarea catecolaminelor (adrenalină, norepinerenină, dopamină), care, întărirea sau reducerea proceselor oxidative în țesuturi (de exemplu, musculare), măriți sau micșorați recipientele de căldură și îngustarea sau creșterea vaselor de piele prin schimbarea nivelului de transfer de căldură.
La schimbarea parametrilor mediului înconjurător a persoanei, în acest caz microclimatul, schimbă și bunăstarea termică. Dacă orice condiții încalcă balanța termică a corpului, reacțiile apar imediat imediat, restabilește acestia.
Termoregularea corpului uman este procesul de reglare a descărcărilor de căldură care contribuie la menținerea unei constante care este aproape de 36,5 grade. Condițiile care încalcă persoana obișnuită sunt numiți disconfort. Condițiile sub care sunt normale nu apar situația intensă cu schimb de căldură, se numesc confortabil. Ele sunt, de asemenea, optime. Zona, îndepărtând pe deplin căldura eliberată de corp, în care nu apare sistemul de termoregulare, este zona de confort.
Există trei modalități cu care se efectuează termoregularea corpului:
- Metoda biochimică.
- Modificarea intensității circulației sângelui.
- Intensitatea îndepărtării.
La prima metodă, biochimică, intensitatea proceselor care apar în organism se schimbă. De exemplu, cu o scădere a temperaturii ambiante, apare tremurul muscular, ceea ce mărește selecția căldurii. O astfel de termoreglare a corpului uman se numește chimică.
În cea de-a doua metodă, organismul reglează în mod independent fluxul de sânge, care, în acest caz, este considerat transportator de căldură. Transportă căldura de la organele interne la suprafața corpului. În acest caz, se produce îngustarea necesară sau extinderea vaselor de sânge. La temperaturi ridicate în jurul valorii - vasele se extind, afluxul de sânge din organele interne este amplificat, la o temperatură scăzută există un proces invers. Influxul de sânge scade, există mai puțină căldură.
Cu o scădere a temperaturii aerului, transferul de căldură, transpirația, umiditatea suprafeței pielii are loc, prin urmare, datorită scăderii evaporării, transferul de căldură este redus. Pierderea mare de umiditate poate fi periculoasă pentru o persoană.
În al doilea și al treilea caz, apare termoregularea fizică a corpului uman.
Microclimatul afectează în mod semnificativ starea umană, performanța acestuia. Confortul condițiilor de viață și de activitate are o influență a condițiilor meteorologice optime de gaze. Parametrii microclimatului oferă schimbul de căldură organism cu mediul. Aceasta este termoregularea unei persoane.
În condițiile naturale, acești parametri fluctuează în limite semnificative. Când se schimbă, nu devine așa de înainte și bunăstarea unei persoane. De exemplu, toleranța aerului înconjurător depinde nu numai de temperatură, ci și de umiditate, viteza aerului. Sa demonstrat că la temperatura ambiantă depășind 25 de grade, performanța este redusă. Și cu atât mai repede există supraîncălzirea corpului, pentru că evaporează mai puțin decât transpirația. Alocarea acestuia extinde corpul. În același timp, pierde multe vitamine, microelemente, minerale.
Cu o expunere pe termen lung la corpul unei temperaturi ridicate în combinație cu umiditate ridicată, temperatura corpului poate crește la 39 de grade. Această condiție se numește hipertermie. Poate fi amenințătoare de viață.
Temperaturile scăzute ale aerului sunt, de asemenea, periculoase. Ele nu sunt mai puțin periculoase decât ridicate. Răcirea și supercooling-ul apare, numită hipotermie. Și, ca rezultat - răniri la rece.
Termoregularea corpului uman are loc imediat prin toate mijloacele. Dar, periodic, unii dintre ei sunt mai puțin implicați și, mai mult.
Parametrii principali care asigură procesul de transfer de căldură umană cu mediul sunt parametri de microclimat. În condiții naturale de pe suprafața pământului, acești parametri variază în limitele esențiale. Astfel, temperatura ambiantă variază de la -88 la +60 ° C; Mobilitatea aerului - de la 0 la 100 m / s; Umiditate relativă - de la 10 la 100% și presiune atmosferică - de la 680 la 810 mm Rt. Artă.
Procese Reglementarea disipării căldurii Pentru a menține o temperatură constantă a corpului unei persoane numită termoreglare. Vă permite să mențineți constantă temperatura organelor interne, aproape de 36,5 ° C.
Procesele de gestionare a căldurii sunt efectuate în principal în trei moduri.:
1. Biochimice.
2. Prin schimbarea intensității circulației sângelui.
3. Datorită intensității tremurării.
Calea biochimică termoreglare Se compune în schimbarea intensității proceselor oxidative care apar în organism. De exemplu, tremurul muscular care rezultă din răcirea puternică a corpului mărește eliberarea de căldură la 125 ... 200 J / s.
Termoregularea prin schimbarea intensității circulației sângelui Este capacitatea corpului de a regla fluxul de sânge (care este în acest caz lichidul de răcire) de la organele interne la suprafața corpului prin îngustarea sau extinderea vaselor de sânge.
Transferul de căldură cu fluxul sanguin este de mare importanță datorită coeficienților de conductivitate termică scăzută a țesuturilor corpului uman.
La temperaturi ridicate Vasele de sânge ecologice sunt extinse și o cantitate mare de sânge curge de la organe interne și, prin urmare, mai multă căldură este dată mediului.
La temperaturi scăzute Fenomenul opus are loc: îngustarea vaselor de sânge ale pielii, reducerea fluxului sanguin la piele și, prin urmare, mai puțină căldură este dată mediului extern.
Apropierea de sânge la mediu de înaltă temperatură poate fi de 20 - 30 de ori mai mare decât la nivel scăzut. În degete, alimentarea cu sânge poate fi schimbată chiar și de 600 de ori.
Termoregularea prin schimbarea intensității gardului se află în schimbarea procesului de transfer de căldură din cauza evaporării
Parametrii microclimatului mediu aerian, care determină metabolismul optim în organism și, în care nu există senzații neplăcute și tensiuni ale sistemului de termoregulare, se numesc confortabil sau optim .
Zona în care mediul îndepărtează pe deplin căldura eliberată de organism și nu există o tensiune a sistemului de termoregulare, numită zonă de comfort.
Condițiile în care starea termică normală a unei persoane este încălcată, numită disconfort..
Raționalizarea igienică a parametrilor microclimatului de spații industriale.
Normele de microclimat de producție sunt stabilite de sistemul standardelor de siguranță a muncii GOST 12.1.005-88 "Cerințe generale sanitare și igienice pentru aerul zonei de lucru". Acestea sunt unite pentru toate industriile și toate zonele climatice cu unele retrageri minore.
În aceste norme, fiecare componentă a microclimatului este separat normală În zona de lucru a camerei de producție: temperatura, umiditatea relativă, viteza aerului în funcție de capacitatea corpului uman la aclimatizare în diferite momente ale anului, natura îmbrăcămintei, intensitatea muncii și natura căldurii generații în camera de lucru.
Pentru a evalua natura hainei (izolație termică) Și aclimatizarea corpului în diferite momente ale anului a introdus conceptul de perioadă a anului.
Distinge perioada caldă și rece a anului. Perioada caldă a anului este caracterizată de temperatura zilnică medie a aerului exterior +10 ° C și mai sus, rece - sub +10 ° C.
Condițiile microclumatice optime și admise pot fi instalate în zona de lucru a camerei de producție.
Condiții microclimatice optime - Aceasta este o combinație de parametri de microclimat, care, cu un impact lung și sistematic asupra unei persoane, asigură un sentiment de confort termic și creează condiții prealabile pentru performanțe ridicate.
Condiții microclimatice admise - Este o combinație de parametri de microclimat, care, cu efecte lungi și sistematice asupra unei persoane, pot provoca tensiunea reacțiilor termoregulare și care nu depășesc limitele capacităților adaptive fiziologice.
Metode de reducere a efectelor adverse Microclimatul de producție este reglementat de "Regulamentele sanitare privind organizarea proceselor tehnologice și cerințele de igienă pentru echipamentele industriale" și sunt efectuate de un complex de măsuri tehnologice, sanitare, organizaționale și medicale și preventive.
Rolul principal al prevenirii efectelor dăunătoare ale temperaturilor ridicate și al radiațiilor infraroșii aparține măsurilor tehnologice:
1. Înlocuirea vechii și introducerii de noi procese tehnologice și echipamente care contribuie la îmbunătățirea condițiilor nefavorabile de lucru.
2. Introducerea automatizării și mecanizării face posibilă menținerea lucrătorilor departe de sursa de radiații și căldura de convecție.
Grupul de activități sanitare include utilizarea de remedii colective:
1. Localizarea generației de căldură, izolarea termică a suprafețelor, protejarea surselor sau a locurilor de muncă.
2. Accident vascular cerebral aerian, răcire la radiații, pulverizare cu apă fină.
3. Ventilație secretară sau aer condiționat.
Izolarea termică a suprafețelor Sursele de radiații (cuptoare, nave și conducte cu gaze și lichide fierbinți) reduce temperatura suprafeței radiere și reduce atât generarea de căldură și radiațiile generale.
Izolație termică constructiv Poate fi o țesătură, ambalarea, căderea, din bucăți și amestecate.
Izolarea masticului se realizează prin aplicarea masticului (soluție de tencuire cu umplutură termică izolație) la suprafața fierbinte a obiectului izolat.
Izolația de ambalare este realizată din materiale fibroase - țesut de azbest, vată minerală, simțit etc. Cel mai potrivit izolat de ambalare pentru conducte.
Izolarea de depozitare se aplică mai puțin adesea, deoarece este necesar să se instaleze carcasa în jurul obiectului izolat
Izolarea termică cu bucăți sau produse turnate, cochilii sunt folosite pentru a facilita munca.
Izolarea mixtă constă din mai multe straturi diferite.
La alegerea unui material de izolare, este necesar să se țină seama de proprietățile mecanice ale materialelor, precum și capacitatea lor de a rezista la temperaturi ridicate. Multe materiale de izolare termică sunt luate în starea lor naturală, de exemplu, azbest, mica, turbă, teren, dar majoritatea sunt obținute ca urmare a tratamentului special al materialelor naturale și sunt diferite amestecuri.
Scuturi de căldură Se utilizează pentru a localiza sursele de căldură radiantă, reducând expunerea la locurile de muncă și reducerea temperaturii suprafețelor din jurul locului de muncă.
În funcție de capacitatea ecranului este mai pronunțată, sunt distinse ecranele de reflexie, termoizolante și de absorbție și radiator.
În funcție de gradul de transparență, ecranele sunt împărțite în trei clase: opac, translucid și transparent.
La prima clasă Sub apă răcită cu apă metalică și căptușită, alfolium, ecrane de aluminiu.
De către cel de-al doilea - ecrane din plasă de metal, perdele de lanț, ecrane din sticlă armată cu o rețea metalică; Toate aceste ecrane pot iriga filmul de apă.
Clasa a treia Ecrane de la diferite ochelari: silicat, cuarț și organic, incolor, vopsit și metalizat, perdele de apă, vrac și de conducere pe sticlă, venele impermeabile.
Când este expus la iradierea termică de lucru, utilizați aervrica. (Aprovizionare cu aer sub forma unui jet de aer care vizează locul de muncă). Dovezile aeriene sunt, de asemenea, organizate pentru procesele de producție cu eliberarea de gaze sau vapori dăunători și dacă dispozitivul nu este posibil.
Efectul de răcire al scenariului de aer depinde de diferența de temperatură a circuitului de lucru și de aer, precum și de viteza de curgere în aerul corpului răcit.
Perdelele de aer Conceput pentru a proteja împotriva descoperirii aerului rece în cameră prin deschiderea clădirii (poarta, ușile etc.). Cortina de aer este un jet de aer îndreptat spre un unghi față de fluxul de aer rece.
În conformitate cu SNIP 2.04.05-91, perdelele de aer trebuie să fie instalate în spații deschise de spații încălzite, deschizând mai puțin de o dată pe oră sau 40 de minute la un moment dat la o temperatură aerului în aer liber de -15 ° C și mai jos.
Oaza aeriană Concepute pentru a îmbunătăți condițiile meteorologice ale forței de muncă (adesea relaxante pe o zonă limitată). Pentru aceasta, schemele de cabine cu partiții mobile ușoare sunt proiectate, care sunt inundate cu aer cu parametrii corespunzători.
Evenimentele privind prevenirea efectelor adverse ale frigului ar trebui să prevadă prevenirea consumului de spații industriale, utilizarea echipamentului personal de protecție, selectarea regimului rațional al forței de muncă și recreere. Salopetele ar trebui să fie aerul și umiditatea (bumbac, lenjerie, cârpă grosieră), au o tăietură confortabilă.
Pentru a lucra în condiții extreme (lichidarea incendiilor etc.), sunt utilizate costume speciale cu fluxuri de încălzire ridicate. Pentru a proteja capul împotriva radiației, duralumina, șasiul fibrelor, sunt folosite pălăriile simțite; Pentru a proteja ochii - ochelarii sunt întunecați sau cu un strat transparent de metal, măști cu un ecran pliabil.
Principalii parametri care asigură un proces de schimb de căldură uman cu mediul, după cum se arată mai sus, sunt indicatori de microclimat. În condiții naturale de pe suprafața Pământului (nivelul mării), acestea variază în limitele esențiale. Astfel, temperatura ambiantă variază de la -88 la + 60 ° C; Mobilitatea aerului - de la 0 la 60 m / s; Umiditate relativă - de la 10 la 100% și presiune atmosferică - de la 680 la 810 mm Rt. Artă.
Împreună cu schimbarea parametrilor microclimatului, bunăstarea termică a unei persoane se schimbă. Condițiile care încalcă balanța termică sunt cauzate de reacția din organism care contribuie la recuperarea acestuia. Procesele de gestionare a căldurii pentru menținerea unei temperaturi constante a corpului uman sunt numite termoregulare. Vă permite să păstrați constanta temperaturii corpului. Termoregularea se efectuează în principal în trei moduri: mijloace biochimice; Prin schimbarea intensității circulației sângelui și intensitatea tremurării.
Termoregularea este biochimică, numită termoreglare chimică, este de a schimba produsul termic în organism prin reglarea vitezei reacțiilor oxidative. Schimbarea intensității circulației sângelui și a transpirației schimbă returnarea căldurii în mediu și, prin urmare, se numește termoreglare fizică.
Termoregularea corpului se efectuează simultan prin toate metodele. Astfel, cu o scădere a temperaturii aerului, temperatura de transfer de căldură datorită creșterii diferenței de temperatură este împiedicată de astfel de procedee ca o scădere a umidității pielii și, prin urmare, o scădere a transferului de căldură prin evaporare, o scădere a temperaturii Pielea din cauza unei scăderi a intensității transportului de sânge din organele interne și, în același timp, o scădere a temperaturilor diferenței. S-a stabilit experimental că metabolismul metabolic optim în organism și, în consecință, performanța maximă de performanță apare dacă componentele procesului de transfer de căldură se află în limitele următoare:
Q la? treizeci%; Q p? cincizeci%; Q tm? douăzeci de%.
Un astfel de echilibru caracterizează absența sistemului de termoregulare.
Parametrii microclimatului au un impact direct asupra bunăstării termice a unei persoane și a capacității sale de lucru. Sa stabilit că la temperatura aerului cu mai mult de 25 ° C, performanța umană începe să cadă. Temperatura maximă a aerului inhalat, în care o persoană este capabilă să respire în câteva minute fără mijloace speciale de protecție, aproximativ 11b ° C.
Portabilitatea temperaturii temperaturii, precum și alimentarea cu căldură, depinde în mare măsură de umiditatea și viteza aerului înconjurător. Umiditatea mai relativă, cu atât mai puțin transpirația se evaporă pe unitate de timp și cu cât este mai rapid supraîncălzirea corpului. În special efectul advers asupra sănătății termice a unei persoane are umiditate ridicată la t * gt; 30 ° C, deoarece aproape toată căldura aliată este dată la mediul înconjurător în timpul evaporării transpirației. Odată cu creșterea umidității, transpirația nu se evaporă, dar scurgerea scade de pe suprafața pielii. Așa-numitul flux de turnare are loc, organismul epuizant și nu oferă transferul de căldură necesar. Împreună cu transpirația, corpul pierde o cantitate semnificativă de săruri minerale, microelemente și vitamine solubile în apă (C, în 1, 2). În condiții adverse, pierderea fluidului poate ajunge la 8 ... 10 l pe schimbare și cu ea până la 40 g de sare de gătit (aproximativ 140 g NaCI în total în organism). Pierderile mai mari de 30 g NaCI sunt extrem de periculoase pentru corpul uman, deoarece acestea duc la o încălcare a secreției gastrice, spasmelor musculare, convulsii. Compensarea pierderilor de apă din corpul uman la temperaturi ridicate are loc datorită descompunerii carbohidraților, a grăsimilor și proteinelor.
Pentru a restabili echilibrul apos de lucru în magazinele fierbinți, instalarea alimentatorilor sărată (aproximativ 0,5% NaCI) prin apă potabilă carbogazoasă la o viteză de 4 ... 5 litri pe persoană în schimbare. Pe o serie de fabrici pentru aceste scopuri, se utilizează o băutură de proteină-vitamină. În condiții climatice calde, se recomandă să beți apă potabilă răcită sau ceai.
Expunerea pe termen lung la temperatură ridicată, în special în combinație cu umiditate crescută, poate duce la o acumulare semnificativă de căldură în organism și la dezvoltarea organismului care se supraîncălzește deasupra nivelului admisibil - hipertermie - o stare la care crește temperatura corpului 38 ... 39 ° C. În hipertermie și ca rezultat, durerea de căldură, amețeli, slăbiciune generală, distorsionarea percepției culorii, gura uscată, greața, vărsăturile, transpirația abundentă, pulsul și respirația sunt rapid. În același timp, există o paloare, o solyusitate, elevii sunt extinși, sezoanele apar crampe, pierderea conștiinței.
În magazinele fierbinți ale întreprinderilor industriale, majoritatea proceselor tehnologice apar la temperaturi care depășesc semnificativ temperatura aerului înconjurător. Suprafețele încălzite emit în spațiul curenților de energie radială care pot duce la consecințe negative. Radiile infraroșii sunt în principal efect termic asupra corpului uman, în timp ce există o încălcare a activităților sistemelor cardiovasculare și nervoase. Razele pot provoca arsuri și ochi de piele. Cele mai frecvente și severe daune oculare datorită efectelor razelor infraroșii sunt cataracta ochiului.
Procesele de producție efectuate la temperaturi reduse, mobilitate mare și umiditate, pot provoca răcire și chiar hipotermie - hipotermie. În perioada inițială de expunere la rece la rece, există o scădere a frecvenței respiratorii, o creștere a inhalării. Cu o acțiune prelungită a frigului, respirația devine nehidramică, frecvența și creșterea volumului de inhalare. Apariția tremorelor musculare, în care lucrarea externă nu este efectuată și toată energia se transformă în căldură, pot întârzia în mod permanent scăderea temperaturii organelor interne. Rezultatul temperaturilor scăzute sunt leziuni la rece.
