Механизмы теплообмена челоека и окружающей среды

Теплообмен – это процесс передачи внутренней энергии от одного тела к другому без совершения работы.
Количество энергии передаваемое системе внешними телами при теплообмене, называется количеством теплоты Q

ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ:
Теплопроводность
Конвекция
Излучение

ТЕПЛОЁМКОСТЬ
- ЭТО способность к накоплению телом тепловой энергии.

Теплоотдача
– ЭТО скорость отдачи энергии

теплопередача
- ЭТО способность к пропуску тепла

теплообмен –
ЭТО процесс выравнивания температур между нагревателем и холодильником

Тепловое самочувствие человека считается наилучшим, когда имеет место тепловой баланс (тепловыделения полностью отдаются окружающей среде).

Тепловыделения (теплопродукция) организма человека определяется, прежде всего, величиной мышечной нагрузки при деятельности человека, а теплоотдача – температурой окружающего воздуха и предметов, скоростью движения и относительной влажностью воздуха.

В состоянии покоя организм человека (масса 70 кг, рост 170 см, поверхность тела 1,8 м²) вырабатывает до 283 КДж/час тепловой энергии. При лёгкой физической работе – более 283 КДж/час, при работе средней тяжести – до 1256 КДж/час и при тяжёлой – более 1256 КДж/час.

Пути отдачи тепла организмом:
15% тепла расходуется на нагревание пищи, вдыхаемого воздуха и испарение воды из лёгких;
45% теряется излучением;
30% - проведением (конвекция – отдача тепла при соприкосновении с воздухом, кондукция – при соприкосновении с предметами);
10% - испарением.

Теплопотери

Интенсивность испарения зависит от:
температуры окружающей среды (чем выше температура, тем интенсивнее процесс);
влажности воздуха (чем выше влажность, тем меньше интенсивность);
скорости движения воздуха (при ветре интенсивность увеличивается).

При испарении 1г влаги организм теряет 2,43 КДж тепла. При нормальных условиях с поверхности кожи человека испаряется около 0,5 л влаги в сутки, с которыми отдаётся около 1200 КДж энергии

Большая влажность воздуха (свыше 70%) неблагоприятно влияет на теплообмен как при высоких, так и при низких температурах. Если температура воздуха выше 30º - перегревание, т.к. затрудняется испарение. При низкой температуре – переохлаждение, т.к. усиливается отдача тепла конвекцией. Оптимальная влажность – 40 – 60%.

Влияние климатических условий на состояние здоровья человека и работоспособность.

параметры микроклимата называются оптимальными, а условия комфортными, когда выделение теплоты человеком равняется его теплоотводу от человека, т.е. при наличии теплового баланса.

Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании с повышенной влажностью воздуха, может привести к перегреванию организма выше допустимого предела – гипертермии (температура тела поднимается выше 38ºС). Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет +43ºС.

тепловой удар (головная боль, слабость, головокружение, тошнота, рвота, бледность, синюшность, судороги, потеря сознания).
солнечный удар (головная боль, расстройство зрения, рвота, судороги, температура тела нормальная).

Большая влажность воздуха (свыше 70%) неблагоприятно влияет как при высоких, так и при низких температурах. Если температура воздуха выше 30º - перегревание, т.к. затрудняется испарение. При низкой температуре – переохлаждение, т.к. усиливается отдача тепла конвекцией.

При небольшой влажности, особенно при высокой температуре воздуха – пересыхание, растрескивание слизистых оболочек. Оптимальная влажность – 40 – 60%.

Нарушение вводно-солевого баланса при значительном увеличении потери тепловой энергии через испарение может привести к судорожной болезни. Обезвоживание организма – нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения. Сильное обезвоживание (на 15 – 20%) – смертельный исход.

Оптимальное атмосферное давление для нормального насыщения кислородом крови – 760мм. рт.ст. Парциальное давление кислорода 100 – 120мм. рт.ст.

Резкое понижение давления - гипоксия (высотная декомпрессионная болезнь, расширение газов в желудочно-кишечном тракте, высотная тканевая эмфизема). При резком повышении давления – кессонная болезнь (водолазы), баротравма, поражение лёгочной ткани.

Гипотерми́я (от др.-греч. ὑπο «снизу, под» + θέρμη «тепло»), переохлаждение — состояние организма, при котором температура тела падает ниже, чем требуется для поддержания нормального обмена веществ и функционирования (у человека — ниже 35°C).

Симптомы: ознобления, припухлость, зуд и жжение кожи, обморожения, миозиты, радикулиты, невриты, ревматоидные заболевания. Продолжительное действие холода может вызвать смертельный исход (минимальная температура внутренних органов +25ºС).