Теплообмен организма с окружающей средой

Нормальная жизнедеятельность человека осуществляется в том случае,если тепловое равновесие, т.е. соответствие между теплопродукцией вместе с теплотой, получаемой от ОС, и теплоотдачей достигается без напряжения процессов терморегуляции.

Величина теплопродукции организма при весе = 70 кг, росте = 170 см и средней площади тела =1,8 м² составляет:

- при состоянии покоя до 283 Дж/час

– при легкой физической работе более 283 Дж/час

– при работе средней тяжести до 1256 Дж/час

– при тяжелой работе свыше 1256 Дж/час.

Отдача тепла зависит от условий микроклимата (температура, относительная влажность, скорость движения воздуха, радиационная температура окружающих человека предметов). При нормальных условиях организм человека теряет ~ 85% тепла через кожу и 15% при нагревании пищи, вдыхаемого воздуха, испарении воды из легких.

Потеря тепла телом путем излучения оценивается по закону Стефана-Больцмана в 45% от 85%, при этом при Т1 >Т2 человек теряет тепла больше, чем получает и наоборот, когда возможен перегрев.

Потеря тепла проведением составляет ~ 30% от 85% и осуществляется в результате соприкосновения тела с окружающим воздухом (конвекция) или с окружающими предметами (кондукция). Основное количество тепла теряется конвекцией, но при температуре воздуха 35-36⁰ С прекращается. Потеря тепла конвекцией возрастает при увеличении скорости движения воздуха, которая не должна превышать 2-3 м/с, т.к. превышение может привести к переохлаждению. Ускоряет теплоотдачу повышение относительной влажности воздуха, влажный воздух более теплоемкий.

Потеря тепла испарением зависит от количества влаги (пота), испаряющейся с поверхности тела. При испарении 1г влаги теряется 2,43 кДж тепла; при нормальных условиях с поверхности кожи тела человека испаряется ~ 0,5 л влаги в сутки, что соответствует 1200 кДж энергии.

С повышением температуры воздуха и окружающих поверхностей потеря тепла излучением и конвекцией уменьшается и резко возрастает теплоотдача испарением. Если темпетатура внешней среды выше, чем температура тела, то единственным путем терлоотдачи остается испарение. Количество пота может достигать до 5-6 л в день. Этот вид испарения очень эффективен, если есть условия для испарения пота: пониженная влажность и повышенная скорость движения воздуха. Высокая влажность (свыше 70%) неблагоприятно сказывается на теплообмене как при высоких, так и при низких температурах. Если температура воздуха выше 30⁰ С (высокая), то большая влажность, затрудняя испарение, приводит к перегреванию. При низкой температуре высокая влажность способствует сильному охлаждению, т.к. во влажном воздухе усиливается отдача тепла конвекцией .