Ви втрачаєте найбільше тепла через свою голову?
Ви втратите тепло з голови, ніж інші частини тіла - окрім рук і ніг. Тейлор Макензі

WКоли погода починає охолоджуватися, а зимовий одяг починає обертатися у наших гардеробах, з’являються деякі особливі поєднання: шорти та шарфи; стринги та куртки; Футболки та шапочки. Останнє часто пояснюється старим висловом: ти втрачаєш більшу частину голови через голову. Але насправді вчені знають, що це неправда.

По -перше, повернемося до основ теплообміну.

Теплообмін людини диктується поєднанням фізичних принципів, змін у формі та розмірі тіла та фізіологічних механізмів контролю, таких як зміна кровотоку шкіри, тремтіння та пітливість. Ці взаємодії підтримують стабільну температуру в глибині тіла, яка зазвичай трохи нижче 37 ° C.

У той час як переживаючі крайнощі 13.7 ° C та 46.5 ° C, ви, ймовірно, почуватиметесь погано і погано, коли ця температура опуститься нижче 35 ° C або підніметься вище 40 ° C.

Фізичні принципи

Виходячи за межі тіла, тепло обмінюється між усіма об’єктами сухими шляхами (випромінюванням, конвекцією, провідністю) та випаровуванням вологи.


Innersele підписатися графіка


Для сухих шляхів теплова енергія рухається від більш гарячих до більш прохолодних регіонів, при цьому її обмінний курс залежить від різниці температур між цими об’єктами.

Для випарного охолодження молекули води виходять з вологих поверхонь, щоб надходити в менш вологе повітря, забираючи з собою тепло.

Це перші принципи теплообміну.

Форма і розмір тіла

Тепло, швидше за все, втрачатиметься з більших поверхонь. Тим не менш, великі маси мають більшу термічну стабільність і протистоять швидким і значним змінам температури. Таким чином, взаємодія між площею поверхні та масою забезпечує ще один перший принцип: зміна температури будь -якого об’єкта диктується відношенням його площі поверхні до його маси.

Таким чином, тонка прямокутна призма з тонкою пластиною втрачає тепло надзвичайно швидко, тоді як сфера, яка має найменшу відношення площі поверхні до об’єму будь-якого об’єкта, забезпечує найбільший опір втратам тепла. Тому відносно сферична форма людської голови змушує нас заперечити міф про втрати тепла на основі науки перших принципів.

Ви втрачаєте найбільше тепла через свою голову?
Дзьоб тока -тукана дозволяє птиці швидко охолонути. Flickr/Брент

Але ми не можемо ігнорувати фізіологічний контроль кровотоку шкіри, оскільки так тепло передається до шкіри для розсіювання та потовиділення, що полегшує втрати тепла, коли повітря нагрівається більше, ніж шкіра.

Існує багато прикладів того, як природний добір призвів до фізіологічних змін, які підтримують регуляцію температури. Візьміть токо -тукан: велика площа поверхні кукурудзи у поєднанні з її кровопостачанням дозволяє дуже ефективне відведення тепла. Те саме стосується вух слона.

У людини найближчими еквівалентами є руки і ноги.

Фізіологічний контроль

Голова не є ідеальним випромінювачем, хоча у неї багато кровоносних судин близько до її поверхні, оскільки через шкіру протікає кров суттєво не змінюється коли людина або комфортно відпочиває, або сильно охолоджується. Навіть коли у когось є небезпечно висока температура, кровообіг шкіри голови збільшується набагато менше, ніж у крові руки і ноги за той самий стимул нагрівання.

Крім того, більшість головок мають близько 50% покриття волосся, яке затримує повітря і ізолює від теплообміну. Хоча (на жаль) не всі голови відповідають цьому узагальненню.

Голова також не підходить для випарного охолодження. У той час як лоб - це найбільш плідний місце виділення поту на одиницю площі, коли ми відпочиваємо, пітливість з ділянок всередині лінії росту волосся відбувається в половина цієї ставки.

Ви втрачаєте найбільше тепла через свою голову?Рукавички та шкарпетки допоможуть зігрітися. К. Хатанака

Насправді голова уособлює лише близько 7% площі поверхні тіла, тому його внесок у охолоджувальне випаровування всього тіла у спокої становить лише 10%і менше, ніж вплив кисті, спини, стегна та гомілки. Хоча ця втрата тепла може потроїтися під час тренування, вона все ще є причиною Тільки 13% загального випаровування.

Отже, здавалося б, що хоча температура голови робить її придатною для втрати тепла, ні її геометрія, ні її фізіологічні реакції на нагрівання чи охолодження не роблять її критичним місцем для втрат тепла.

Покриття голови не так ефективно зберігає тепло, як покриття більшості інших ділянок тіла. Іншими словами, у вас немає більшої ймовірності втрачати тепло з голови, ніж в інших частинах тіла - крім рук і ніг. Тож найкраще вам носити рукавички та шкарпетки.Бесіда

Про автора

Найджел Тейлор, доцент теплової фізіології, Вуллонгонгський університет

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Книги про навколишнє середовище зі списку бестселерів Amazon

«Тиха весна»

Рейчел Карсон

Ця класична книга є віхою в історії захисту навколишнього середовища, привертаючи увагу до шкідливого впливу пестицидів та їхнього впливу на світ природи. Робота Карсона допомогла надихнути сучасний екологічний рух і залишається актуальною сьогодні, оскільки ми продовжуємо боротися з проблемами здоров’я навколишнього середовища.

Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити

«Нежила Земля: життя після потепління»

Девід Уоллес-Уеллс

У цій книзі Девід Уоллес-Веллс різко попереджає про руйнівні наслідки зміни клімату та термінову необхідність вирішення цієї глобальної кризи. Книга спирається на наукові дослідження та приклади з реального світу, щоб дати тверезий погляд на майбутнє, яке нас чекає, якщо ми не вживемо заходів.

Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити

«Приховане життя дерев: що вони відчувають, як спілкуються? Відкриття з таємного світу»

автор: Peter Wohlleben

У цій книзі Пітер Воллебен досліджує захоплюючий світ дерев та їх роль в екосистемі. Книга спирається на наукові дослідження та власний досвід Воллебена як лісника, щоб запропонувати розуміння складних способів взаємодії дерев одне з одним і природним світом.

Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити

«Наш дім горить: сцени сім’ї та планети в кризі»

Грета Тунберг, Сванте Тунберг і Малена Ернман

У цій книзі кліматична активістка Грета Тунберг та її родина пропонують особисту розповідь про свою подорож, щоб підвищити обізнаність про нагальну потребу вирішення проблеми зміни клімату. Книга містить потужний і зворушливий опис викликів, з якими ми стикаємося, і потреби в діях.

Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити

«Шосте вимирання: неприродна історія»

автор: Елізабет Колберт

У цій книзі Елізабет Колберт досліджує постійне масове вимирання видів, спричинене діяльністю людини, спираючись на наукові дослідження та приклади з реального світу, щоб дати тверезий погляд на вплив людської діяльності на світ природи. Книга містить переконливий заклик до дії, щоб захистити різноманітність життя на Землі.

Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити