Et menetä todennäköisemmin lämpöä päästäsi kuin muut kehosi osat - paitsi kädet ja jalat. Taylor Mackenzie
Kun sää alkaa jäähtyä ja talvivaatteet vaihtuvat vaatekaappeihimme, syntyy joitain erikoisia yhdistelmiä: shortsit ja huivit; hihnat ja takit; T-paidat ja pipot. Viimeinen selitetään usein vanhalla sanonnalla: menetät suurimman osan päästäsi pään läpi. Mutta tosiasiassa tutkijat tietävät tämän olevan totta.
Palataan ensin takaisin lämmönvaihdon perusteisiin.
Ihmisen lämmönvaihdon sanelevat fyysiset periaatteet, kehon muodon ja koon vaihtelut sekä fysiologiset hallintamekanismit, kuten muuttunut ihon verenvirtaus, väriseminen ja hikoilu. Nämä vuorovaikutukset ylläpitävät vakaata syvän kehon lämpötilaa, joka on tyypillisesti vähän alle 37 ° C.
Vaikka selviävät ääripäät 13.7 ° C: n ja 46.5 ° C: n lämpötilasta on ilmoitettu, olet todennäköisesti kurja ja pahoinvoiva, kun tämä lämpötila laskee alle 35 ° C tai nousee yli 40 ° C.
Fyysiset periaatteet
Kehon ulkopuolella lämpö vaihdetaan kaikkien esineiden välillä kuivien reittien (säteily, konvektio, johtavuus) ja kosteuden haihtumisen kautta.
Kuivien reittien tapauksessa lämpöenergia siirtyy kuumemmilta alueilta viileämmille alueille vaihtokurssin ollessa riippuvainen näiden esineiden lämpötilaerosta.
Haihduttavaa jäähdytystä varten vesimolekyylit jättävät kosteista pinnoista päästäkseen vähemmän kosteaan ilmaan ottaen lämpöä mukanaan.
Nämä ovat lämmönvaihdon ensimmäisiä periaatteita.
Vartalon muoto ja koko
Lämpö menettää todennäköisemmin nopeammin isommilta pinnoilta. Siitä huolimatta suurilla massoilla on parempi lämpöstabiilisuus ja ne kestävät nopeita ja merkittäviä lämpötilan muutoksia. Siten pinta-alan ja massan vuorovaikutus tarjoaa toisen ensimmäisen periaatteen: minkä tahansa esineen lämpötilanmuutoksen määrää sen pinta-alan suhde massaan.
Joten kiekkojen ohut suorakulmainen prismahäviö kuumenee huomattavasti nopeasti, kun taas pallo, jolla on pienin minkä tahansa esineen pinta-alan suhde tilavuuteen, tarjoaa suurimman vastustuskyvyn lämpöhäviöille. Ihmisen pään suhteellisen pallomainen muoto saa meidät siis haastamaan lämpöhäviö-myytin ensisijaisten tieteiden perusteella.
Toko-tukkaanin nokka antaa linnun jäähtyä nopeasti. Flickr / Brent
Emme kuitenkaan voi sivuuttaa ihon verenvirtauksen fysiologista hallintaa, koska näin lämpö kuljetetaan ihoon hajoamista varten ja hikoilu, mikä helpottaa lämmön menetystä, kun ilma on kuumaa kuin iho.
On monia esimerkkejä siitä, kuinka luonnollinen valinta johti fysiologisiin muutoksiin lämpötilan säätelyn tukemiseksi. Ota tupakka-tukaani: tämän lintulaskun suuri pinta-ala yhdessä verensaannin kanssa mahdollistaa erittäin tehokas lämmönpoisto. Sama koskee norsujen korvia.
Ihmisillä lähimmät vastaavat aineet ovat kädet ja jalat.
Fysiologinen valvonta
Pää ei ole ihanteellinen säteilijä, vaikka sen pinnalla on monia verisuonia, koska sen ihon verenvirtaus tapahtuu ei eroa merkittävästi kun joko lepää mukavasti tai dramaattisesti jäähdytetään. Jopa kun joku on vaarallisesti korkea lämpötila, pään ihon verenvirtaus kasvaa paljon vähemmän kuin kädet ja jalat samalle lämmitysstimulaatiolle.
Lisäksi useimmissa päissä on noin 50% hiusten peitto, joka vangitsee ilman ja eristää lämmönvaihtoa vastaan. Vaikka (valitettavasti) kaikki päät eivät ole tämän yleistyksen mukaisia.
Pää ei ole myöskään höyrystyvälle jäähdytykselle. Vaikka otsa on kaikkein tuottelias hikojen erittymiskohta pinta-alayksikköä kohti, kun lepäämme, hikoilu hiusrajan sisällä olevista kohdista tapahtuu puolet tästä arvosta.
Käsineet ja sukat auttavat pitämään sinut lämpimänä. K Hatanaka
Itse asiassa pää edustaa vain noin 7% sen kehon pinta-alasta, joten sen osuus koko kehon haihtumisjäähdytykseen levossa on vain 10% ja vähemmän kuin käsin, selkään, reiteen ja sääreen. Vaikka tämä lämpöhäviö voi kolminkertaistua harjoituksen aikana, se on silti vastuussa vain 13% kokonaishöyrystymisestä.
Joten näyttäisi siltä, että vaikka pään lämpötila tekee siitä hyvin sopivan lämmön menetykseen, sen geometria tai fysiologiset reaktiot lämmitykseen tai jäähdytykseen eivät tee siitä kriittistä kohtaa lämpöhäviön kannalta.
Pään peittäminen ei ole lämpimämpää pitämään sinua kuin useimpien muiden kehon alueiden peittäminen. Toisin sanoen et menetä todennäköisemmin lämpöä päästäsi kuin muut kehosi osat - paitsi kädet ja jalat. Joten käsineiden ja sukkien käyttäminen on parasta.
kirjailijasta
Lämpöfysiologian apulaisprofessori Nigel Taylor, Wollongongin yliopisto
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Ympäristöä käsitteleviä kirjoja Amazonin bestseller-luettelosta
"Hiljainen kevät"
Kirjailija: Rachel Carson
Tämä klassikkokirja on maamerkki ympäristönsuojelun historiassa, ja se kiinnittää huomion torjunta-aineiden haitallisiin vaikutuksiin ja niiden vaikutuksiin luontoon. Carsonin työ auttoi inspiroimaan modernia ympäristöliikettä ja on edelleen ajankohtainen, kun jatkamme kamppailua ympäristöterveyden haasteiden kanssa.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Asuinkelvoton maa: Elämä lämpenemisen jälkeen
kirjoittanut David Wallace-Wells
Tässä kirjassa David Wallace-Wells antaa jyrkän varoituksen ilmastonmuutoksen tuhoisista vaikutuksista ja kiireellisestä tarpeesta puuttua tähän maailmanlaajuiseen kriisiin. Kirja pohjautuu tieteelliseen tutkimukseen ja tosielämän esimerkkeihin antaakseen raittiin näkemyksen tulevaisuuteen, jonka kohtaamme, jos emme ryhdy toimiin.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
"Puiden piilotettu elämä: mitä he tuntevat, miten he kommunikoivat? Löytöjä salaisesta maailmasta"
Kirjailija: Peter Wohlleben
Tässä kirjassa Peter Wohlleben tutkii puiden kiehtovaa maailmaa ja niiden roolia ekosysteemissä. Kirja pohjautuu tieteelliseen tutkimukseen ja Wohllebenin omiin kokemuksiin metsänhoitajana ja tarjoaa oivalluksia monimutkaisiin tavoihin, joilla puut ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja luonnon kanssa.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
"Talomme on tulessa: kohtauksia perheestä ja planeetalta kriisissä"
Greta Thunberg, Svante Thunberg ja Malena Ernman
Tässä kirjassa ilmastoaktivisti Greta Thunberg ja hänen perheensä tarjoavat henkilökohtaisen selostuksen matkastaan lisätäkseen tietoisuutta ilmastonmuutoksen kiireellisestä tarpeesta. Kirja tarjoaa voimakkaan ja liikuttavan selostuksen kohtaamistamme haasteista ja toiminnan tarpeesta.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
"Kuudes sukupuutto: luonnoton historia"
esittäjä (t): Elizabeth Kolbert
Tässä kirjassa Elizabeth Kolbert tutkii meneillään olevaa ihmisen toiminnan aiheuttamaa lajien massasukupuuttoa hyödyntäen tieteellistä tutkimusta ja todellisia esimerkkejä tarjotakseen raikastavan kuvan ihmisen toiminnan vaikutuksista luontoon. Kirja tarjoaa pakottavan toimintakehotuksen maapallon elämän monimuotoisuuden suojelemiseksi.
