Теплообмен человека с окружающей средой

1. Влияние тепловых излучений и избыточного тепла на организм.

2. Тепловой баланс организма и основы терморегуляции.

3. Нормирование работы при отрицательных температурах.

4. Характеристика тепловых излучений.

1. Влияние тепловых излучений и избыточного тепла на организм.

1. Необходимым условием жизнедеятельности человека является обеспечение нормативных метеоусловий на рабочих местах.

Достичь это в подземных условиях чрезвычайно трудно. Примеры: Садон t⁰; глубокие шахты > 1 км; вечная мерзлота; геологи; пустыня; тундра;

Сочетание высокой температуры воздуха и тепловых излучений могут явиться причиной быстрого утомления, снижения работоспособности, ослабления сопротивления организма, а так же следующих заболеваний:

- теплового истощения (слабость, тошнота, головная боль).

- теплового удара (головокружение, потеря сознания).

- тепловых судорог (мышечные спазмы).

- катаракты глаз.

Надо стремиться к созданию микроклимата на рабочих местах.

2. Тепловой баланс организма и основы терморегуляции.

Протекающие в организме биологические процессы сопровождаются выделением тепла. Количество зависит от мышечной деятельности.

В течении суток выделяется от 6000 КДж в покое до 20000 КДж при очень тяжелой работе.

Только незначительная часть тратится на обмены веществ. Основная часть благодаря регулирующей деятельности центральной нервной системы отдается окружающей среде.

Показателем теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов) ≈ 36,5⁰ С.

Наивысшая температура, которую выдержали внутренние органы +43⁰ С, а min + 25⁰ С. Температура кожи при нормальных условиях под одеждой 30-34⁰ С.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение организма Q_т.б.. полностью воспринимается окружающей средой Q_т.о., т.е. имеет место тепловой баланс. Q_т.б. = Q _т.о.

Если Q_т.б. > Q _т.о. происходит рост t⁰ внутренних органов – понятие жарко.

Если Q_т.б. < Q _т.о. происходит охлаждение организма – понятие холодно.

Разберем, каким образом происходит отдача тепла организмом человека, с окружающей средой.

Тепло, вырабатываемое в скелетных мышцах подводится к кожному покрову благодаря теплопроводности тканей и гл. образом конвекцией с потоком крови. Система кровообращения действует как теплообменник.

Вследствие постоянного теплообмена с окружающей средой, образующееся в организме тепло отдается наружу 3-мя путями:

1. Конвекцией, т.е………В этом случае теплоотдача зависит от разности температур и скорости воздуха (пограничный слой 4-8 мм; 2 м/с = 1 мм).

Вывод: Теплоотдача возможна если……….

2. Излучением, т.е. …….. Излучение тела человека, находится в инфракрасной области спектра с λ = 5-20 мкм.

Вывод: теплоотдача возможна если ……..

3. Отдача тепла испарением пота с поверхности тела.

Зависит от скорости движения воздуха физиологического дефицита насыщения (влажность воздуха).

Человек в покое отдает окружающей среде 44% - излучением; 31% - конвекцией; 21% - испарением пота; 4% - нагрев выдыхаемого воздуха.

Таким образом, отдача тепла зависит от t⁰ воздуха и t⁰ окружающих предметов.

Организм способен лишь до определенных пределов приспосабливаться к изменению метеоусловий, сохранить тепловое равновесие, а следовательно и постоянную t⁰.

Тепловое равновесие характеризуется, если теплоотдача будет меньше теплообразования, вследствие чего будет происходить накопление тепла в организме и его перегрев.

Одним из важных свойств теплорегуляции организма заключается в том, что с уменьшением теплоотдачи конвекцией и излучением возрастает теплоотдача испарением пота которая в крайне неблагоприятных условиях может достичь 100%. При этом теплорегуляция организма резко ухудшается особенно если вызывание пота достигает 2-2,5 г/мин.

Это связано с тем, что с потом организм теряет до 1% минеральных солей, в том числе 0,4-0,6% NaCl.

В экстремальных условиях потеря жидкости организмом может достигнуть 8-10 л при этом выводится до 60 г NaCl.

Обеднение организма водой вызывает сгущение крови и нарушение сердечно-сосудистой системы. Питье пресной воды не помогает, а только усиливает потоотделение, т.к. потеря соли снижает кровь способность удерживать воду и приводит к ее быстрому выведению из организма. 5 гр. на 1 л./t⁰

3. Нормирование работы при отрицательной температуре.

При этом происходит рефлекторное увеличение выработки тепла (мышечная боль, озноб, лязганье зубами).

Возможно, функциональная выработка тепла (физическая работа).

При работе при отрицательной t⁰ на человека действующей как низкая температура, так скорость движения воздуха. Установлено, что увеличение скорости движения воздуха на 1 м/с, воспринимается как понижение t⁰ на 2⁰ С.

Тогда совместное влияние отрицательной температуры и объема выраженное через жесткость погоды, равно:

Ж = t + 2V баллов (абсолютная величина)

Если: Ж до 10 б – режим обычный; Ж = 10/40 б через 1 час работы, перерыв 10 мин.; Ж > 40 б.работу рекомендовано прекратить.

4. Характеристика тепловых излучений.

Тепловые излучения (особенно в горячих цехах) оказывают решающее значение на теплорегуляцию организма.

Интенсивность излучения зависит в основном от t⁰ источника. Потоки тепловых излучений создают в основном инфракрасные лучи с длиной волны λ = до 10 км.

Тепловой эффект облучения зависит от:

1) длины волны λ; 2) интенсивность потока облучения; 3) площади облучаемого участка организма; 4) длительности облучения; 5)угла падения лучей; 6)одежды.

Наибольшей проникающей способностью обладают красные лучи видимого спектра и короткие инфракрасные лучи с λ ≈1,5 мкм.

Они глубоко проникают в ткани, мало поглощаются поверхностью кожи, вызывая внутренний нагрев организма.

Их выделяют высокотемпературные источники с t⁰ > 1800⁰ C. (расплавленный металл, пламя, пламя духовых печей, сварочных аппаратов).

Лучи с λ ≈3 мкм и более вызывают нагрев поверхности кожи. Их выделяют предметы с t⁰ < 1200⁰ C. (нагретый металл, наружные и внутренние поверхности печей и т.д.).

Приведенные данные свидетельствуют, о необходимости защиты не только от высокотемпературных источников, но и от низкотемпературных излучателей.

Лекция 6

Поиск по сайту: