36. Розкрити сутність фізичної складової механізму терморегуляції організму людини

Фізична терморегуляція є терморегуляцією теплообміну організму людини з навколишнім середовищем. Вона здійснюється шляхом теплообміну тіла людини з навколишнім середовищем (передачею або сприйняттям тепла) наступними шляхами:

а) випромінюванням в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні частот, що відбувається в напрямку предметів з більш низькою температурою;

б) конвекцією – нагріванням шару повітря, який безпосередньо знаходиться біля поверхні тіла людини. Ця частина фізичної терморегуляції складається з конвекції біля відкритих і закритих частин тіла. В останньому разі конвекція протікає завдяки теплопровідності одягу;

в) тепломасопередачею (випаром вологи з поверхні тіла);

г) підігрівом видихуваного повітря.

У стані спокою при температурі повітря 200 С випромінювання в інфрачервоному діапазоні частот складає 50...65 %, випарювання вологи – 20...22 %, конвекція повітря – 12...15 %, підігрів вдихуваного повітря – 5...7 % від загальної передачі тепла організмом людини в навколишнє середовище. Причому, при температурі повітря навколишнього середовища вище температури тіла людини процес тепловіддачі конвекцією і випромінюванням заміняється процесом теплосприйняття. Таким чином, у цих умовах основним шляхом віддачі тепла організмом в навколишнє середовище є випар вологи.

37. Описати теплообмін організму людини шляхом випромінювання в іч діапазоні частот.

Тепловіддача випромінюванням в ІЧ- діапазоні у виробничих умовах є одним з основних шляхів теплообміну людини з навколишнім середовищем. Спектр випромінювання тепла з поверхні тіла людини знаходиться в ІЧ-частині спектра з довжиною хвилі λ = 2,54...25 мкм. Тепло віддається тілом людини тоді, коли температура навколишніх предметів, стін, полу, стелі, устаткування нижче температури тіла. Якщо температура навколишніх поверхонь складає 32...33 0С, то відбувається не віддача, а сприйняття тепла в ІЧ-частині спектра організмом.

При цьому, інтенсивність теплопередачі шляхом випромінювання знаходиться в безпосередній залежності від ступеня чорноти предметів, тіл, устаткування, до яких передається теплова енергія.

Особливістю розглянутої складової механізму терморегуляції є те, що ІЧ-промені, проходячи через повітря, не нагрівають його. Однак, поглинаючись твердими тілами, промениста енергія переходить у теплову, викликаючи їхнє нагрівання.

Наступною особливістю теплопередачі випромінюванням є те, що з підвищенням температури випромінюючого тіла потужність випромінювання збільшується пропорційно 4-му ступеню його абсолютної температури:

Е = σ · Т4,

де Е – потужність випромінювання, Вт; σ = 5,67 · 10-8 Вт·м-2·К-4 (постійна Стефана-Больцмана; Т – абсолютна температура тіла, К).

38. Розкрити суть теплообміну організму людини конвекцією.

Терморегуляція конвекцією – віддача тепла з поверхні тіла людини шляхом підігріву й циркуляції шарів повітря, що розташовані біля відкритих частин його тіла. Циркуляція повітря відбувається в результаті зміни його питомої маси при нагріванні та заміщення цього повітря шарами з більш низькою температурою. Інтенсивність цього процесу теплообміну біля частин тіла людини, закритих одягом, залежить від його теплопровідності. Ця складова механізму тепловіддачі функціонує при температурі повітря нижче температури тіла людини. У противному разі спостерігається процес теплосприйняття.