11.4 : Механизм теплопередачи

Понимание механизмов теплопередачи необходимо для понимания того, как наши тела поддерживают баланс в различных условиях окружающей среды. Когда окружающая среда термонейтральна, организм находится в состоянии равновесия, не используя и не выделяя энергию для поддержания внутренней температуры. Однако, когда окружающая среда не является термонейтральной, организм для поддержания гомеостаза использует четыре механизма теплопередачи: проводимость, конвекцию, испарение и излучение. Эти механизмы облегчают передачу тепла из областей с более высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией и являются интересными и важными для нашего понимания физиологии человека.

Проводимость, механизм теплопередачи, — это процесс, с которым мы сталкиваемся ежедневно. Это передача тепла между двумя объектами, находящимися в прямом контакте. У человека это происходит при контакте кожи с предметом другой температуры. Например, когда медсестра прикладывает пакет со льдом к пациенту с лихорадкой, тепло передается от более теплого тела к более холодному пакету со льдом, тем самым снижая температуру тела пациента. Это практическое применение проводимости демонстрирует ее актуальность и важность для нашего понимания терморегуляции.

Конвекция, еще один механизм теплопередачи, — это процесс, который мы можем наблюдать в окружающей среде. Он предполагает передачу тепла от тела посредством движения воздуха. Это происходит, когда тепло кожи нагревает окружающий воздух, который затем поднимается вверх и заменяется более холодным воздухом, который нагревается. Пример: использование вентилятора для охлаждения; вентилятор ускоряет движение воздуха вокруг тела, увеличивая потерю тепла за счет конвекции. Этот реальный пример конвекции помогает нам лучше визуализировать и понять эту концепцию.

Испарение — процесс, в котором жидкость превращается в газ, выделяя тепло из тела. Это основной метод, с помощью которого тело теряет тепло. Например, во время физической активности люди потеют, а пот, испаряясь, охлаждает тело.

Излучение – это излучение тепла от поверхности одного объекта к другому без непосредственного контакта между ними. Например, тело может излучать тепло в более прохладную окружающую среду или поглощать тепло от солнца, повышая температуру тела без физического контакта между телом и источником тепла. Один из всем знакомых примеров излучения —когда наше тело чувствует тепло, стоя возле костра, даже не прикасаясь к нему.