Физиология человека глазами физика

Каков будет процент тепловых потерь от лучеиспускания в реальных условиях, может дать ответ только эксперимент. Примем, в первом приближении, что часть отражённого лучистого тепла (допустим 50%), осталась в организме, отразившись от белого жира подкожной клетчатки и поверхностных слоёв белой кожи. Тепловыми потерями, на нагрев воздуха в лёгких = 1,3%, (при комнатной температуре) и 0,7% потерь с выделениями, в первом приближении можно пренебречь, ввиду их незначительной доли и остаются главные потери на конвекцию (молекулярный перенос теплового потока) = 31%.

Оценим абсолютную величину тепловых потерь от данной компоненты. Общие тепловые потери человека при комнатной температуре составляют при лёгкой работе – 175 ккал/час. Следовательно, тепловые потери на конвекцию составят – 54,3 ккал/час. Безусловно свободная конвекция, при отсутствии ветровой нагрузки, но при морозе минус 20 о С, составит уже величину на порядок большую чем 54,3 ккал/час (при комнатной температуре), ведь коэффициент теплоотдачи зависит в первую очередь от разности температур теплоотдающего тела и температуры окружающего воздуха, а во вторых от скорости обтекания воздуха вокруг тела, и в третьих от степени относительной шероховатости теплоотдающей поверхности, в данном случае человеческой кожи. Но в этом и заключается «секрет» человеческой кожи, снаружи покрытой тонкой масляной плёнкой! Её относительная шероховатость приближается к «О», что резко снижает коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене. Кроме этого масляная плёнка служит зеркалом, отражающим лучистый поток тепла от ядра тела. Нетрудно увидеть в этих трёх «зеркалах»: – подкожный слой жира, с одной стороны, поверхностной масляной плёнки с другой, и белый цвет кожи с третьей, конструктивную схему термоса, надёжно запирающего тепло внутри живого организма. Но, необходимо ещё одно условие, что бы обнажённый человек чувствовал себя комфортно на морозе, а не дрожал от холода, пытаясь дрожью согреть кожные покровы. Для выполнения этого требования необходимо, что бы холодовые рецепторы кожи не давали сигнала к центральным мозговым структурам. Это условие будет выполняться, если средняя температура кожи адаптированной к холоду, будет равна +20 —24 о С (температура кожи у частей тела, покрытых одеждой, в среднем равна 33,2 – 33,5 о С). В то же время эмпирически доказано, что при температуре тела +33 о С, продолжительность жизни человека увеличится до 700 лет.