НОВЫЙ (с 22.03.2013 г), НАБИРАЮЩИЙ ПОПУЛЯРНОСТЬ ФОРУМ, ПОСВЯЩЕННЫЙ ВСЕМ ВИДАМ РОССИЙСКОГО ТУРИЗМА. ФОРУМ РЕГУЛЯРНО АДМИНИСТРИРУЕТСЯ, ЧТО ОБЛЕГЧАЕТ ПОИСК ИНТЕРЕСУЮЩЕЙ ТЕМЫ И ИСКЛЮЧАЕТ ФЛУД
Человек и природа представляют единое целое. Человек - всего лишь малая частичка этого огромного многообразного мира, в котором всё взаимосвязано. «Организм без внешней среды невозможен», – писал выдающийся русский физиолог И.М.Сеченов. Но эта среда может оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на организм человека. Возможности же самого человека, как биологической единицы, противостоять неблагоприятным факторам внешней среды крайне ограничены. У него отсутствуют приспособительные способности как у многих представителей живого мира планеты. Он не может впадать в зимнюю спячку, питаясь исключительно подкожным жиром, или вмерзать в лёд, подобно некоторым видам рыб. Но природа наградила человека могучим интеллектом, который позволяет ему на протяжении миллионов лет бороться за выживание своего вида. В организме человека происходит постоянное превращение химической энергии пищи в тепловую и механическую. Здесь неизменно действует второй закон термодинамики, и большая часть всей подвергающейся превращению энергии выделяется, в конечном счёте, в виде тепла (40 %). При этом температура тела человека остаётся постоянной. Это значит, что интенсивность выделения тепловой энергии должна быть пропорциональна тепловым потерям. Интенсивность потерь энергии регулируется, с одной стороны, физиологической терморегуляцией (расширение или сужение сосудов, гусиная кожа и прочие), с другой стороны – физической (за счёт одежды). При различных видах деятельности человека выделение тепловой энергии происходит в широких пределах – от 100 килокалорий в час в состоянии покоя лёжа, до 950 килокалорий в час при интенсивной работе (тепловыделение спокойно идущего человека – 150 килокалорий в час, что приравнивается к выполнению лёгкой работы). С различных участков тела происходит различная теплоотдача (некоторые источники утверждают, что 70% теплопотерь приходится на голову). Наиболее интенсивное выделение тепла происходит с работающих участков тела. Кроме этого, плотность теплового потока с участков тела, имеющих различную кривизну и кровоснабжение, тоже разная. Следовательно, не все они нуждаются в одинаковой теплозащите. Различают следующие механизмы отдачи тепла организмом в окружающую среду: 1. излучение 2. теплопроведение 3. конвекция 4. теплоотдача путём испарения.
Излучение
– способ отдачи тепла в окружающую среду поверхностью тела человека в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона (5-20 мкм). Количество тепла, рассеиваемого организмом в окружающую среду излучением, пропорционально площади поверхности излучения и разности средних значений температуры кожи и окружающей среды. Площадь поверхности излучения равна сумме площадей поверхности тех частей тела, которые соприкасаются с воздухом. При температуре окружающей среды 20°С и влажности воздуха 4-60% организм взрослого человека рассеивает от 40 до 50% всего отдаваемого тепла. Теплоотдача путём излучения увеличивается при понижении температуры окружающей среды и уменьшается при её повышении. В условиях, когда температура окружающей среды постоянна, излучение с поверхности тела увеличивается при повышении температуры кожи и уменьшается при её понижении. Если средние температуры поверхности кожи и окружающей среды выравниваются, отдача тепла излучением становится невозможной. Снизить теплоотдачу организма излучением можно за счёт уменьшения площади поверхности излучения (сворачивание тела «в клубок»). Если температура окружающей среды превышает среднюю температуру кожи, тело человека, поглощая инфракрасные лучи, согревается.
Теплопроведение
– способ отдачи тепла, имеющий место при контакте, соприкосновении тела человека с другими физическими телами. Количество тепла, отдаваемого в окружающую среду этим способом, пропорционально разнице средних температур контактирующих тел, площади контактирующих поверхностей, времени теплового контакта и теплопроводности контактирующего тела. Сухой воздух, жировая ткань характеризуются низкой теплопроводностью и являются теплоизоляторами. Влажный, насыщенный водяными парами воздух, вода характеризуются высокой теплопроводностью. Поэтому пребывание при низкой температуре в среде с высокой влажностью сопровождается усилением теплопотерь организма. Влажная одежда также теряет свои теплоизолирующие свойства. Конвекция – способ теплоотдачи организма, осуществляемый путём переноса тепла движущимися частицами воздуха (воды). Для рассеивания тепла конвекцией требуется обтекание тела потоком воздуха (воды) с более низкой температурой, чем температура кожи. При этом контактирующий с кожей слой воздуха, нагреваясь, снижает свою плотность, поднимается и замещается более холодным и более плотным воздухом. В условиях, когда температура воздуха 20°С, а относительная влажность – 40%, тело взрослого человека рассеивает в окружающую среду путём теплопроведения и конвекции около 25-30% тепла. Количество отдаваемого конвекцией тепла увеличивается с увеличением скорости движения воздушных потоков (ветровентиляция). Теплопроведение и конвекция, также как и излучение, становятся неэффективными способами отдачи тепла при выравнивании средних температур поверхности тела и окружающей среды.
Механизмы отдачи тепла организмом в окружающую среду. Скрытый текст
Теплоотдача путем испарения
– способ рассеивания организмом тепла в окружающую среду за счёт его затраты на испарение пота или влаги с поверхности кожи и влаги со слизистых дыхательных путей. У человека постоянно осуществляется выделение пота потовыми железами кожи, увлажняются слизистые дыхательных путей. При температуре внешней окружающей среды около 20°С, испарение влаги составляет около 30 граммов в час. Учитывая, что на испарение 1 грамма воды затрачивается 0,58 ккал тепловой энергии, организм взрослого человека отдаёт в этих условиях в окружающую среду около 20 % всего рассеиваемого тепла. Повышение внешней температуры, выполнение физической работы, длительное пребывание в теплоизолирующей одежде усиливают потоотделение, и оно может возрасти до 500-2000 граммов в час. Если внешняя температура превышает среднее значение температуры кожи, то организм не может отдавать во внешнюю среду тепло излучением, конвекцией и теплопроведением. Организм в этих условиях начинает поглощать тепло извне и единственным способом рассеивания тепла становится усиление испарения влаги с поверхности тела. Такое испарение возможно до тех пор, пока влажность воздуха окружающей среды меньше 100 %. При интенсивном потоотделении, высокой влажности и малой скорости движения воздуха, когда капельки пота, не успевая испариться, сливаются и стекают с поверхности тела, теплоотдача путём испарения становится менее эффективной. За счёт излучения и теплопроведения расходуется около 50% тепла, за счёт конвекции – 25-30% и на испарение приходится примерно 20%.
Температура тела
– комплексный показатель теплового состояния организма человека, отражающий сложные отношения между теплопродукцией различных органов и тканей и теплообменом между ними и внешней средой. У человека температура тела поддерживается специальными механизмами терморегуляции и находится в широких пределах. http://shot.qip.ru/00db2N-4Tn5efESC/
Топография кожной температуры тела человека (по Д.А.Слониму)
В течение суток температура тела колеблется. Разница температуры утром и вечером составляет 0,5-1,0С. Разница между температурой внутренних органов, мышц и кожи может составлять до 5-10С. Для определения термического состояния организма в целом пользуются показателем средней температуры тела – сумма произведений теплоёмкости и температуры всех тканей, отнесённой к общей теплоёмкости организма. Температура поверхности тела зависит от: • интенсивности переноса к ней тепла кровью из глубоких частей тела • охлаждающего или согревающего действия температуры внешней среды.
Под терморегуляцией
понимают совокупность физиологических и психофизиологических механизмов и процессов, деятельность которых направлена на поддержание относительного постоянства температуры тела. Это достигается с помощью баланса между количеством продуцируемого в единицу времени тепла и количеством тепла, рассеиваемого организмом за то же время в окружающую среду. В термонейтральных условиях внешней среды баланс теплопродукции и теплоотдачи, а также поддержание температуры тела достигается преимущественно с помощью сосудодвигательных реакций. Если уровень средней интегральной температуры тела, несмотря на расширение поверхностных сосудов, устойчиво превышает величину установочной температуры (в условиях высокой внешней температуры), происходит резкое усиление потоотделения. В случае, когда, несмотря на сужение поверхностных сосудов и минимальное потоотделение, уровень средней интегральной температуры становится ниже, чем величина установочной температуры (при действии на организм низкой внешней температуры), активизируются процессы теплопродукции. При увеличении притока нервных импульсов от холодовых рецепторов кожи первоначально возрастает терморегуляционная мышечная активность, однако видимых сокращений мышца при этом не совершает. В терморегуляционный тонус последовательно вовлекаются мышцы подбородка, шеи, верхнего плечевого пояса, сгибатели конечностей. Именно последним фактом объясняется принятие определённой позы (сворачивание «в клубок»), уменьшающей площадь поверхности тела, контактирующей с внешней средой, и снижающей интенсивность теплопередачи. При продолжающемся охлаждении организма, когда начинается снижение его внутренней температуры, повышение тонуса мышц переходит в качественно новое состояние – возникают непроизвольные периодические сокращения скелетной мускулатуры, получившие название холодовой дрожи. В условиях холода посредством симпатической нервной системы, через её медиатор норадреналин, стимулируется липолиз в жировой ткани. В кровоток выделяются и в последующем окисляются с образованием большого количества тепла свободные жирные кислоты. Норадреналин и адреналин вызывают быстрое, но непродолжительное повышение теплопродукции. Если, несмотря на активацию обмена веществ, величина теплопродукции организма становится меньше величины теплоотдачи, возникает понижение температура тела – гипотермия. Противоположное состояние организма, сопровождающееся повышением температуры тела – гипертермия, имеет место, когда интенсивность теплопродукции превышает способность организма отдавать тепло в окружающую среду посредством имеющихся способов теплоотдачи. Гипертермия наиболее легко развивается в условиях действия на организм внешней температуры, превышающей 37С при 100%-й влажности воздуха, когда испарение пота или влаги с поверхности тела становится невозможным. В случае продолжительной гипертермии может развиваться «тепловой удар». Это состояние характеризуется покраснением кожи в результате расширения периферических сосудов, отсутствием потоотделения, признаками нарушения функций центральной нервной системы (нарушение ориентации, бред, судороги). В более лёгких случаях гипертермии может появиться тепловой обморок, когда в результате резкого расширения периферических сосудов происходит падение артериального давления.
так и при гипертермии имеет место нарушение основного условия поддержания постоянства температуры тела – баланса теплопродукции и теплоотдачи. Основными критериями оценки холода большинство исследователей считают температуру воздуха и скорость ветра. Это так называемый ветровой индекс охлаждения (ВИО). ВИО – это количество тепла, которое атмосфера способна принять от единицы площади поверхности. ВИО характеризует степень охлаждения поверхности человеческого тела под влиянием ветра и температуры воздуха без учёта испарения. Охлаждение человеческого организма определяется исходя из средневзвешенной температуры кожи, равной 33ºС.
Тепловые свойства материалов одежды определяются их собственной теплопроводностью и теплопроводностью воздуха, которым заполнено пространство между волокнами, составляющими этот материал. Полная теплозащита одежды складывается из теплоизоляции находящегося между слоями одежды воздуха, который окружает одежду в непосредственной близости от неё, и теплоизоляционных свойств материалов, из которых сделана одежда. Теплозащитные свойства одежды складываются из нескольких факторов. Во-первых, это качество материала. Чем больше пор в ткани, тем меньше её теплопроводность, тем лучше она сохраняет тепло и наоборот. В порах содержится воздух, а он плохой проводник тепла. Очень много пор в шерстяной ткани. В мягкой шерстяной ткани общий объём их достигает 92,3%, а в плотных гладких льняных тканях – только 48,8%. Если теплопроводность воздуха принять за 1, то теплопроводность шерсти будет равняться 6,1, шёлка – 19,2, льна и хлопчатобумажной ткани – 29,9. Зависимость теплопроводности от количества слоёв одежды.
Количество слоев одежды Теплопроводность ккал/м2 Одежда из 1-го слоя ткани Одежда из 2-х слоёв ткани Одежда из 3-х слоёв ткани Одежда из 4-х слоёв ткани Одежда из 5-и слоёв ткани Одежда из 6-и слоёв ткани Одежда из 7-и слоёв ткани 10,5 6,58 4,96 4,08 3,65 3,28 3,08
Во-вторых, теплозащитные свойства одежды зависят от количества слоёв: с его увеличением понижается теплопроводность. Оптимальное число слоёв – 5. Если слоёв будет больше, теплопроводность изменится незначительно, а одежда станет слишком тяжёлой и стеснит движения. При увеличении количества слоёв с 1 до 2 теплопроводность уменьшается на 37,4%, до 3 – на 52,8%, а при увеличении количества слоёв с 5 до 7 всего на 15,7%. Низкой теплопроводности можно добиться за счёт правильного подбора разных слоёв одежды. Это может подразумевать под собой использование одежды из сетчатой ткани. На голое тело надевается сетка, поверх неё – полотняная рубашка, снова сетка и, наконец, шерстяная куртка. При температуре 10С это равнозначно пакету «полотняная рубашка на голое тело, шерстяной свитер и затем шерстяная куртка». Чтобы избежать чрезмерных теплопотерь (переохлаждения ног) зимой, в обувь вкладываются стельки, один из слоёв которых выполнен из фольги. Фольга отражает 94% падающей на неё лучистой энергии, являясь эффективным средством защиты от охлаждения излучением. Теплоизоляция воздуха максимальна при отсутствии ветра и низких температурах (из-за уменьшения подвижности молекул воздуха). При увеличении скорости ветра от 0 до 4 метров в секунду теплоизоляция воздуха падает. Дальнейшее увеличение скорости ветра на его теплоизоляции практически не сказывается, но такой ветер будет проникать в толщу одежды и вызывать её проветривание. Поэтому теплопотери при ураганном ветре больше, чем при ветре 4 метра в секунду. Следовательно, поверх тёплой куртки надо надевать ветрозащитную одежду. Теплозащитные свойства одежды с понижением температуры увеличиваются. Это связано с тем, что уменьшается конвективное движение воздуха внутри пакета одежды. Перепад температуры с +30 до -40С увеличивает теплозащитные свойства воздуха на 15-20% . То же самое происходит и при повышении высоты над уровнем моря. На высоте 6000 метров теплозащита воздуха увеличивается на 20-25%. Одежда как бы имеет способность к саморегулированию теплозащиты, то есть обладает отрицательной обратной связью по отношению к изменению внешних условий. Между отдельными предметами одежды, надетыми на человека, всегда должны быть узкие воздушные прослойки, которые сыграют определённую роль в теплозащите человека. Оптимальная толщина прослоёк – 1,27 сантиметра. Дальнейшее увеличение их размеров приводит к появлению конвективных токов воздуха, в связи с чем эффективность теплозащиты уменьшается. Одежда, плотно прилегающая к телу, при прочих равных условиях имеет худшие теплозащитные свойства. Причиной этого является меньшая фактическая толщина одежды из-за вытеснения воздушных прослоек. Подобное явление происходит в случае поддевания под верхнюю одежду большого количества предметов, которые увеличивают плотность пакета всей одежды, тем самым вытесняя из неё воздушные прослойки. Наличие воздушных прослоек в поверхностных слоях одежды эффективнее, чем их нахождение в глубинных слоях. Это связано с тем, что на поверхности температура воздуха ниже, следовательно, меньше теплоперенос посредством конвекции. Следовательно, верхняя одежда должна быть достаточно свободной. Поскольку выделение тепла с различных участков тела человека не одинаково, то должна быть различной и толщина одежды на этих участках. Толщину пакета одежды на участках тела можно определить по известной средней толщине пакета, умноженной на коэффициент, характерный для различных участков тела. Для головы он составляет 0,5, для туловища 1,3, для плеча 1,25, для бедра 1,1, для голени 0,8. Для ступней и рук также можно принять величину коэффициента 0,8. Одежда с таким распределением толщины будет максимально изолировать тело человека от холода. Изоляция в большей, чем необходимо, степени приводит к нерациональному увеличению веса одежды при незначительно увеличивающейся теплозащите. Если же какая-то часть тела утеплена недостаточно, это приведёт к потерям тепла.
Все даты в формате GMT
3 час. Хитов сегодня: 162
Права: смайлы да, картинки да, шрифты нет, голосования нет
аватары да, автозамена ссылок вкл, премодерация откл, правка нет
- участник сейчас на форуме
- участник вне форума