Соответствии с температурой окружающей среды. Температура окружающей среды

МКБ-10 T67 Эффекты воздействия высокой температуры и света.

Физиология терморегуляции человека

Для нормального функционирования человеческого организма необходима температура его внутренних органов и крови около 37°С, причем колебания температуры не должны превышать 1,5°С. Работа системы терморегуляции во многом зависит от работы терморецепторов - нервных образований, специфически чувствительных к изменениям температуры окружающей среды.

Терморецепторы у человека расположены главным образом в кожных покровах тела, слизистых оболочках рта, верхних дыхательных путей. Они также имеются в стенках подкожных вен и на слизистых внутренних органов. Больше всего терморецепторов в коже лица, меньше на туловище и еще меньше на ногах. Выделяют "тепловые" и "холодовые" терморецепторы.

Рассмотрим работу "тепловых" терморецеторов. Если температура окружающей среды совместима с жизнью организма, то от терморецепторов по проводящим путям в центральную нервную систему поступает постоянная импульсация, которая влияет на терморегуляцию. При повышении температуры окружающей среды, прямом действии теплового излучения или увеличении теплопродукции организма (мышечная работа) терморегуляция осуществляется с помощью реакций изменения теплоотдачи . Важнейшей ее частью является сосудистая регуляция, состоящая в изменении кровенаполнения кожи и скорости объемного кровотока через кожу путем изменения тонуса ее сосудов. У человека максимальное расширение сосудов кожи от состояния максимального сужения уменьшает общую величину теплоизоляции кожного покрова в среднем в 6 раз. Разные участки кожи по-разному участвуют в терморегуляции. Так, например, от кистей рук может быть отведено до 60% теплопродукции основного обмена, хотя площадь кистей составляет всего около 6% от всей поверхности кожного покрова. При увеличении мышечной работы особое значение приобретают участки кожи над работающими мышцами. Часть крови от них устремляется непосредственно в вены соответствующих участков кожи, что значительно облегчает отдачу тепла от мышц путем конвенции.

Кроме сосудистого компонента в системе терморегуляции большую роль играет потоотделение . Процесс просачивания воды через эпителий и последующего ее испарения носит название неощутимой перспирации и поглощает примерно 20% теплопродукции основного обмена. Неощутимая перспирация не регулируется и мало зависит от температуры окружающей среды. Пот выделяют потовые железы, расположенные в коже. При угрозе перегревания организма симпатическая нервная система стимулирует работу потовых желез, выделяющих при интенсивной работе до 1,5 литра пота в час и более.

Управление всеми реакциями поддержания постоянной температуры тела в разных условиях осуществляется специальными нервными центрами, локализованными в головном мозге. Эти центры получают информацию по проводящим путям от термочувствительных нейронов, располагающихся в различных частях ЦНС, и от периферических терморецепторов.

Предполагают, что система терморегуляции реагирует на изменение суммы температур центральных и периферических точек тела и основным объектом ее регулирования является средняя температура, поддержание которой осуществляется с высокой точностью. У человека в зоне температурного комфорта (28-30°С для обнаженного человека) сосудистая реакция терморегуляции развивается при изменении средней температуры тела всего на 0,1°С или менее. При этом любые условия, затрудняющие теплоотдачу (высокая влажность и неподвижность воздуха) или повышающие теплопродукцию (физическое напряжение, усиленное питание), являются факторами, способствующими перегреванию.

Перегревание организма (гипертермия) - это состояние, характеризующееся нарушением теплового баланса, повышением теплового содержания организма. Основной путь теплоотдачи при гипертермии человека - испарение влаги с поверхности тела и через дыхательные пути. Необходимо отметить, что перегревание не связано с первичным нарушением функции терморегуляции.

Перегревание организма человека наблюдается на производствах с высокой температурой окружающей среды или в условиях, затрудняющих теплоотдачу с поверхности тела, а также в районах с жарким климатом. При высокой температуре окружающей среды перегреванию организма способствуют рост теплопродукции, возникающий при мышечной работе, особенно в непроницаемой для водяных паров одежде, высокая влажность и неподвижность воздуха. В условиях затрудненной теплоотдачи легко перегреваются дети раннего возраста, у которых недостаточно сформирована система терморегуляции, а также взрослые с нарушением функции потоотделения.

Проведенные исследования действия высоких температур на организм человека по характеру изменений теплового обмена, сердечно-сосудистой и дыхательной систем позволили выделить четыре степени перегревания организма (по А.Н. Ажаеву):

I степень (устойчивое приспособление) - температура окружающей среды около 40°С. Теплоотдача осуществляется путем испарения влаги с поверхности тела и из дыхательных путей. Теплоотдача равна тепловой нагрузке и температура тела не повышается. Общее состояние удовлетворительное, жалобы сводятся к ощущению тепла, нередко бывает вялость и сонливость, нежелание работать и двигаться.

II степень (частичное приспособление) - температура окружающей среды около 50°С. Тепловая нагрузка не компенсируется испарением влаги, и в организме происходит накопление тепла. Температура тела может достигать 38,5°С. Систолическое давление повышается на 5-15 мм рт. ст., а диастолическое снижается на 10-20 мм рт. ст. Увеличиваются минутный и систолический объем сердца, легочная вентиляция, количество поглощенного кислорода и выделенной углекислоты. Пульс учащается на 40-60 ударов в минуту. Наблюдается резкая гиперемия кожи, профузное потоотделение. Характерно ощущение жары.

III степень (срыв приспособления) - при воздействии температуры 60°С и выше. Температура тела может достигать 39,5-40°С. Систолическое давление повышается на 20-30 мм рт. ст., а диастолическое снижается на 30-40 мм рт. ст., может прослушиваться эффект "бесконечного тона" (нулевое диастолическое давление). Число сердечных сокращений увеличивается до 160 ударов в минуту, но систолический объем сердца уменьшается. За счет усиления легочной вентиляции увеличивается количество поглощенного кислорода и выделенной углекислоты. Кожа резко гиперемирована. Пот стекает каплями. Больные жалуются на ухудшение самочувствия, ощущение сильной жары, сердцебиение, давление в висках и головную боль. Может возникнуть возбуждение, двигательное беспокойство.

IV степень (отсутствие приспособления) - это, собственно, и есть тепловой удар, когда происходит грубое нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы и ЦНС.

Надо отметить, что степень тяжести перегревания организма зависит не только от величины температуры окружающей среды, но и от продолжительности воздействия ее на организм человека.

При высокой температуре окружающей среды развиваются четыре клинических синдрома:
1)тепловые судороги
2)тепловое истощение
3)тепловая травма при напряжении
4)тепловой удар

Каждое из этих состояний можно отдифференцировать на основании различных клинических проявлений, однако между ними есть много общего и эти состояния можно рассматривать как разновидности синдромов одного и того же происхождения.

Симптомокомплекс теплового поражения развивается при высокой тем¬пературе (более 32°С) и при высокой относительной влажности воздуха (более 60%).

Наиболее уязвимы:
люди пожилого возраста
лица, страдающие психи¬ческими заболеваниями
лица, страдающие алкоголизмом
лица, принимающие антипсихотические, мочегонные, антихолинергические препараты
люди, находящиеся в помеще¬ниях с плохой вентиляцией

Особенно много тепловых синдромов развивается в первые дни жары, до того, как наступит акклиматизация.

Акклиматизация

Обычно акклиматизация длится 4-7 дней.

1.Акклиматизация не повышает порога потоотделения , которое является наиболее эффективным естественным спо¬собом борьбы с тепловыми нагрузками и может происходить при незначитель¬ных изменениях, а иногда и при отсутствии изменений температуры срединных отделов организма. До тех пор пока продолжается потоотделение, человек может выдерживать значительное повышение температуры, обеспечивая восста¬новление в организме воды и хлорида натрия, наиболее важных физиологиче¬ских составляющих пота. Основным механизмом задержки солей в жаркую погоду является способность секретировать пот с очень низким содержанием хлорида натрия.

2.Другим способом адаптации организма к высоким температурам является расширение периферических кровеносных сосудов , что способствует рассеиванию тепла.

К другим изменениям относятся:
снижение общего объема циркулирующей крови
уменьшение почечного кровотока
повышение уровня антидиуретического гормона (АДГ) и альдостерона
снижение содержания натрия в моче
увеличение частоты дыхания и частоты сердечных сокращений

Гиперальдостеронизм приводит к потере калия, что может усилиться при возмещении потери натрия без соответствующего воспол¬нения калия. Первоначально отмечают увеличение сердечного выброса, но так как тепловая нагрузка остается, то снижается венозный возврат, что может привести к развитию сердечной недостаточности. Если температура окружающей среды в течение длительного времени превышает температуру тела, то тепло сохраня¬ется и развивается гиперпирексия.

Тепловые судороги

Судороги, возникающие при напряжении мышц в условиях перегрева, так называемые судороги шахтера или судороги кочегара, относят к наиболее доброкачественным тепловым поражениям.

Судороги характеризуются болезненными спазмами в произвольно сокращающихся мышцах, обычно возникающими при напряженной работе. Как правило, этот синдром развивается только у тренированных людей.

Температура внешней среды может не превышать температуру тела, так же как нет необходимости длительного пребывания на солнце. Температура тела не повышается. Судороги в мышцах возникают обычно после профузного потоотделения и могут развиться у нетрени-рованных людей в плотной одежде при повышенной физической нагрузке даже в условиях низкой температуры окружающей среды. При физической работе основная нагрузка падает на мышцы конечностей, поэтому они более подвержены развитию судорог. В межприступном периоде физикальный осмотр не выявляет каких-либо изменений.

В анализах крови обычно отмечают повышение концентрации форменных элементов и уменьшение содержания хлорида натрия. Характерным признаком является снижение экскреции натрия с мочой.

Лечение проводят хлоридом натрия. Почти мгновенное прекращение судорог при введении хлорида натрия и воды позволило предположить, что причиной судорог является уменьшение содержания в организме этих основных электролитов.

Иногда в судороги вовлекаются и мышцы брюшной стенки, что может напоминать картину острого живота. Этим больным могут ошибочно произвести оперативное вмешательство, что часто приводит к крайне неблагоприятным результатам. В таких случаях предварительным введением физиологического раствора можно предотвратить ненужную операцию.

Тепловое истощение

Тепловое истощение (тепловой шок, изнурение) - состояние, возникающее при длительном (в течение многих часов) воздействии высокой температуры окружающей среды.

Тепловое истощение относится к наиболее частым тепловым синдромам. Тепловой шок в одинаковой степени развивается как при физической нагрузке, так и в покое. Начало обычно внезапное, длительность шока короткая.

Он возникает вследствие недостаточности ответной реакции сосудов сердца на экстремально высокую температуру и особенно часто развивается у людей пожилого возраста, принимающих мочегонные препараты.

Также к тепловому истощению может привести чрезмерная потеря жидкости в результате сильного потоотделения, что в свою очередь приводит к утомлению, снижению артериального давления и иногда к коллапсу. Воздействие высокой температуры может вызывать потерю слишком большого количества жидкости с потом, особенно в процессе тяжелого физического труда или физических упражнений. С жидкостями теряются также соли (электролиты), а это усугубляет нарушение кровообращения и функций головного мозга. В результате может развиться тепловое истощение. При этом состояние человека внушает опасения, но редко ведет к тяжелым последствиям.

Симптомы и диагностика

Тепловое истощение (изнурение) вследствие обезвоживания возникает тогда, когда организм теряет много жидкости (с потом, выдыхаемым воздухом и т. д.) без адекватного восполнения.

Дефицит воды, превышающий 2,5% массы тела, вызывает начальные нарушения
при дефиците воды в 5,5-6,5% развиваются выраженные расстройства
дефицит воды в 7-14% приводит к тяжелому состоянию
дефицит воды в 15-25% приводит к смертельному исходу

Предшествовать шоку могут:
слабость
головокружение
головная боль
анорексия
тошнота, рвота
позыв на дефекацию
обморок

При тепловом истощении вследствие обезвоживания у пострадавшего возникает чувство жажды; лицо бледно-серое, губы спекшиеся, глаза запавшие, кожа и слизистые оболочки сухие, кожа теряет эластичность и иногда покрывается просовидной сыпью. Температура тела умеренно повышена (до 37,5-38°С). Выделение мочи снижено или прекращается вовсе. Слюноотделение отсутствует, нарушена артикуляция речи, позднее нарушается глотание. Артериальное давление снижено. В тяжелых случаях наблюдаются выраженные нарушения функции головного мозга - головная боль, звон в ушах, расстройства координации движений, судороги отдельных мышечных групп, парестезии (потеря чувствительности), беспокойство, галлюцинации, потеря сознания. Тепловое истощение (изнурение) вследствие потери солей (натрия, калия, кальция и др.) развивается при обильном потоотделении, рвоте, а также если для утоления жажды используется неподсоленная вода. Проявления нарастают постепенно. Появляются утомляемость, слабость, сонливость, головные боли, головокружение. Жажда не выражена. Кожа бледная, влажная, без потери эластичности, слизистые оболочки тоже влажные. Отделение мочи не нарушено или несколько снижено. Часто отмечается тошнота, реже - рвота; плохо переносится питье воды. Температура тела нормальная или несколько повышена. Характерны частый пульс, снижение артериального давления и резко выраженные ортостатические расстройства: при переходе в вертикальное положение, подъеме головы нередко развивается обморок или коллапс. В тяжелых случаях возможны судороги и потеря сознания.

Тепловое истощение легко диагностировать на основании указанных симптомов.

Во время острой стадии кожа больного приобретает пепельно-серый цвет, становится холодной и влажной на ощупь, зрачки расширены. Артериальное давление может быть низким при повышенном пульсовом давлении. Так как крайняя слабость разви¬вается очень быстро, температура тела остается нормальной или даже несколько снижается. Длительность тепловой нагрузки и объем потерянной с потом жид¬кости определяют выраженность гемоконцентрации.

Лечение

Больного переносят в прохладное помещение и устраивают в положении лежа. Обычно происходит спонтанное восстановление сознания.

Лечение сводится, главным образом, к восполнению потери жидкости и солей. При тепловом изнурении вследствие потери жидкости проводят умеренное охлаждение пострадавшего (холодные примочки на голову, обертывание влажной простыней, перемещение в кондиционированное помещение и т. п.). Тем, кто в состоянии пить, назначают обильное питье - 1-2 л в течение 15 минут, затем глотками. В течение часа количество жидкости (воды, холодного чая, фруктовых соков) может достигать 3-5 л, за сутки - 6-8 л. Если пострадавший не может самостоятельно пить, то жидкость (5% раствор глюкозы) вводят внутривенно, подкожно или в клизме (1-1,5 л). После восстановления способности пить устанавливается свободный водный режим, а принудительное введение жидкости необходимо прекратить, поскольку это может привести к водному отравлению (отвращение к воде, боли в животе, затруднение дыхания и пр.).

Пострадавшего с тепловым изнурением вследствие потери солей следует уложить так, чтобы ноги были в приподнятом положении. Если человек в состоянии пить и у него не возникает рвота, ему дают внутрь подсоленную воду или, предпочтительнее, раствор следующего состава: 1,17 г хлорида натрия (поваренной соли), 0,84 г гидрокарбоната натрия (питьевой соды) и 0,3 г хлорида калия на 1 л воды. Если питье невозможно, то вводятся солевые растворы типа Рингер, Батлер, лактасол и др.

При падении артериального давления при всех формах теплового истощения наряду с восполнением потери жидкости вводятся препараты, стимулирующие сосудистый тонус, например сульфокамфокаин, мезатон и др. Для устранения судорог применяют препараты типа сибазон, реланиум и др. Больные с тяжелыми формами теплового истощения после оказания помощи подлежат госпитализации.

Тепловая травма при напряжении

Этот синдром возникает при значительном физическом напряжении в условиях высокой температуры окружающей среды (около 26,7°С) при повышенной относительной влажности воздуха. Наиболее часто этот синдром развивается у бегунов, участвующих в соревнованиях без соответствующей акклиматизации, в неадекватных условиях или при неправильной гидратации до и во время забега.

Предрасполагающими факторами являются:
ожирение
возраст
наличие тепловых ударов в анамнезе

В отличие от классического теплового удара при тепловой травме от напряжения отмечаются обильное потоотделение и более низкая температура тела (39-40°С по сравнению с 41,4°С и выше при тепловом ударе).

Клинически это проявляется головной болью, пилоэрекцией («гусиной кожей») в обла¬сти грудной клетки и верхнего плечевого пояса, ознобом, учащением дыхания, тошнотой, рвотой, судорогами в мышцах, атаксией, шаткостью походки, бессвяз¬ностью речи, в некоторых случаях возможна потеря сознания.

При осмотре выявляют тахикардию, гипотензию, снижение периферического сопротивления.

Данные лабораторных исследований свидетельствуют о гемоконцентрации, гипернатриемии, изменениях печеночных и мышечных ферментов, гипокальциемии, гипофосфатемии и, в некоторых случаях, гипогликемии. Иногда возникают тромбоцитопения, гемолиз, диссеминированное внутрисосудистое свертывание, рабдомиолиз, миоглобинурия и острый тубулярный некроз.

Обширное повреждение эндотелия сосудов, какого-либо из внутренних органов может приводить к его недостаточности. Этих серьезных осложнений можно избежать, назначив пра¬вильное лечение, заключающееся в обертывании больного мокрой прохладной простыней для снижения температуры срединных отделов организма до 38°С, массаже конечностей для улучшения оттока крови от центра к периферии, а также введении жидкостей, содержащих гипотонический раствор глюкозы и соли. Больных следует госпитализировать и наблюдать в течение 36 ч.

Тепловую травму при напряжении можно предотвратить следующими способами:
бегать в утренние часы (до 8 ч утра), когда температура и влажность воздуха не высоки
обеспечить адекватную гидратацию спортсмена перед началом забега, для чего следует выпивать 300 мл воды за 10 мин до старта и по 250 мл каждые 3-4 км (следует избегать приема соленых или сладких жидко¬стей)
организовывать пункты по оказанию первой помощи через каждые 5 км трассы
предупреждать бегунов, чтобы они не увеличивали темп бега после того, как пройдут большую часть трассы
избегать употребления алкоголя незадолго до забега

Тепловой удар

Тепловая гиперпирексия , тепловой удар или солнечный удар наиболее часто возникает у пожилых людей с хроническими заболеваниями, такими как атеросклероз и застойная сердечная недостаточность, особенно у больных, получающих диуретики.
Другими предрасполагающими факторами являются сахарный диабет, алкоголизм, применение антихолинергических препаратов, поражения кожи, затрудняющие теплоотдачу, например эктодермальная дисплазия, врожденное отсутствие потовых желез, выраженная склеродермия.

Тепловой удар часто развивается у воинов-новобранцев во время первых тренировок, иногда у бегунов на длинные дистанции.

Механизм развития теплового удара не известен. У большинства больных прекращается потоотделение, однако у некоторых оно сохраняется. Сужение сосудов, возникающее при тепловом ударе, предотвращает охлаждение срединных отделов организма, однако не ясно, является ли оно причиной или результатом. Пребывание на солнце не является обязательным условием развития теплового удара.

Продормальный период может проявляться несколькими симптомами. Иногда первым признаком является потеря сознания. Кроме того, возникают головная боль, головокружение, обморок, желудочно-кишечные расстройства, спутанность сознания, учащение дыхания. В наиболее тяжелых случаях может развиться делириозное состояние.

При осмотре обращает на себя внимание гиперемия и выраженная общая слабость. Ректальная температура обычно превышает 41,1°С, а внутренняя тем¬пература организма составляет 44,4°С. Кожа горячая и сухая на ощупь, пото¬отделение в большинстве случаев отсутствует. Число сердечных сокращений по¬вышено, дыхание учащенное, поверхностное, артериальное давление обычно низ¬кое. Мышцы дряблые, сухожильные рефлексы могут быть снижены. В зависимо¬сти от тяжести состояния отмечают сонливость, ступор или кому. Летальному исходу предшествует шок.

Различные изменения обнаруживают при исследовании крови и мочи:
Как правило, это гемоконцентрация, лейкоцитоз, протеинурия, цилиндрурия, повышение азота мочевины крови.
Обычно отмечают дыхательный алкалоз с последующим метаболическим ацидозом, молочнокислый ацидоз.
Содержание калия в плазме крови обычно в пределах нормы или несколько понижено, отмечают также гипокальциемию и гипофосфатемию.
Могут возникать также тромбоцитопения, увеличение протромбинового времени, времени свертываемости и кровотечения, афибриногенемия и фибринолиз, диссеминированное внутрисосудистое свертывание.
Все эти факторы могут приводить к диффузному кровотечению. Часто поражается печень. Обычно это происходит в течение 24-36 ч и проявляется желтухой, а также изменениями печеночных ферментов. Частым осложнением теплового удара является почечная недостаточность.

При электрокардиографии выявляют тахикардию, синусовую аритмию, уплощение и последующую инверсию зубца Т, депрессию сегмента ST. В литературе описан диффузный некроз миокарда с признаками инфаркта миокарда на ЭКГ.

Смерть при тепловом ударе , причиной которой является почечная недостаточность и другие осложнения, может наступить в течение нескольких часов. В большинстве случаев, однако, больные умирают через несколько недель после теплового удара вследствие инфаркта миокарда, сердечной недостаточности, почечной недостаточности, бронхопневмонии, бактериемии.

При аутопсии находят обширные повреждения паренхимы различных внутренних органов либо в резуль¬тате гиперпирексии как таковой, либо вследствие петехиальных кровоизлияний в головном мозге, сердце, почках или печени.

Тепловой удар требует немедленного интенсивного лечения. Время имеет огромное значение.

Больного следует уложить в прохладном, хорошо проветриваемом помещении

Снять большую часть одежды.

Так как потоотделение прекращается, следует использовать внешние способы рассеивания тепла.

Больного следует поместить в ванну с ледяной водой - это наиболее эффективное сред-ство.

Ледяная вода не способствует развитию шока или выраженному сужению сосудов кожи.

Данную процедуру следует проводить как можно в более ранние сроки.

Больной должен постоянно находиться под наблюдением врача, необхо¬димо следить за ректальной температурой.

Водные процедуры прекращают при снижении температуры до 38,3°С, однако повторяют при возобновлении фебрилитета.

Другие способы лечения менее эффективны , однако если нет возможности обеспечить ванну, то следует обернуть больного в холодную мокрую простыню и устроить хорошую вентиляцию помещения.

После ванны больного следует по¬местить в прохладную, хорошо проветриваемую комнату. Одновременно с охлаждением необходимо провести массаж кожи, так как это стимулирует отток крови от поверхности тела к перегревшимся внутренним органам и головному мозгу и способствует ускорению теплоотдачи.

Показана гидратация гипотоническими кристаллоидными растворами. Для купирования озноба можно применить фенотиазин. Противопоказаны стимулирующие вещества, такие как эпинефрин и нарко¬тики. Следует поставить мочевой катетер и следить за выделением мочи.
Быстрое охлаждение в ледяной воде, массаж конечностей и мощная гидратация, обеспечение правильной вентиляции, предотвращение аспирации, лечение комы и судорог, предупреждение аритмии - все эти манипуляции приводят к тому, что большинство больных, особенно молодых и здоровых, выживают.

К сожалению, у ослабленных больных и лиц пожилого возраста, у которых тепловой удар диагностируется, как правило, после нескольких часов гиперпирексии, исход бывает менее благоприятным.

Следует опасаться обезвоживания и развития сердечной недостаточности. В случаях кровотечений нужно переливать свежую кровь, а при наличии диссеминированного внутрисосудистого свертывания - вводить гепарин (по 7500 ЕД/ч). Затяжная олигурия является показанием для раннего начала диализа.

Профилактика теплового удара

Определяется в каждом отдельном случае конкретной обстановкой. Например, длительные переходы в жаркий период рекомендуется проводить в более прохладные часы дня в легкой пористой одежде, чаще устраивать привалы в тенистых проветриваемых местах. Необходимо соблюдать правило питьевого режима, благодаря которому можно направленно корригировать водно-солевой обмен в организме. Вместо воды можно употреблять холодный подкисленный или подслащенный чай, рисовый или вишневый отвар, хлебный квас. Рекомендуется более широкое употребление углеводов, молочных продуктов с ограничением продуктов, содержащих кислые радикалы (каши и др.).

Высокая температура окружающей среды вынуждает переносить основной прием пищи на вечерние часы с потреблением на завтрак - 35, на обед - 25, на ужин - 40% суточного рациона.

В горячих цехах устанавливают устройства для охлаждения воздуха путем распыления воды, широко применяют водные процедуры (души, обливания и др.), устанавливают перерывы в работе, ограничивают прием белковой и жирной пищи.

Важное значение в профилактике теплового удара имеет предварительная тренировка, с помощью которой можно добиться повышения адаптации к действию термических факторов.

Человеческое тело постоянно потребляет калории и переводит их в энергию. Так как мы - не вечный двигатель, КПД у потребления калорий у нас не 100%, часть уходит в выделение тепла, то есть нагрев тела.

Комфортная температура окружающей среды для каждого индивидуальна, но варьируется в пределах от 15 до 25 градусов по Цельсию. Почему не 36,6? Потому что телу необходимо охлаждение. Оно будет происходить, если температура окружающей среды ниже температуры тела на определённое количество градусов (зависит от количества выделяемого тепла). В противном случае пойдёт нагрев и перегрев тела => тепловой удар.

Поэтому, чем больше мы потребляем энергии, тем жарче нам становится. И, следовательно, тем холоднее нам нужна окружающая среда. Людям с ускоренным обменом веществ жарко даже при 20-ти градусах, например, а некоторым холодно и в 25 градусов.

Если температура окружающей среды не способна принять на себя излишки тепла (пробежка по тридцатиградусной жаре), то организм прибегает к «тяжёлой технике» - потоотделению. Это один из способов терморегуляции. Если вы будете бежать в лёгкой одежде по зимнему морозу, то едва вспотеете. А вот переохладиться можете.

Добавлю ещё сюда то, что ощущение температуры, помимо личных предпочтений, может варьироваться как из-за разных климатических условий, вроде ветра, атмосферного давления и влажности воздуха, так и от физических качеств среды - то есть её теплоёмкости.

Чем больше теплоёмкость, тем холоднее нам кажется вещество по сравнению с другим, ровно такой же температуры. у воды теплоёмкость больше, чем у воздуха, поэтому температура воздуха в 20 градусов для нас приемлема, а 20 градусов в воде - слишком холодно. Железо имеет ещё бОльшую теплоёмкость, поэтому реально получить обморожение только из-за плотного прикосновения к железному столбу на морозе.

Если смешать лёд с солью, у них будет большая теплоёмкость, поэтому, зажав эту смесь в руке, можно получить переохлаждение и травму конечности. Об этом .

Нам холодно становится не тогда, когда температура снаружи становится меньшей температуры поверхности тела, и жарко не тогда, когда воздух теплее чем кожа. Из-за этого во многих ответах ниже закралась ошибка.

Все потому что человек - теплокровный, и пока живет, выделяет тепло. При этом для поддержания постоянной температуры тела рассеиваться (забираться, отдаваться окружающей среде, воздуху) тепла должно ровно столько же сколько и вырабатывается.

А если температура внешней среды и температура тела равны, нет разницы температур, тогда теплообмена практически не будет и выделяемая нами энергия пойдет на наш нагрев, что приведет к перегреву, тепловому удару и прочим неприятным вещам, и может быть опасно. Именно потому должна быть именно разница температур - чтобы наше тело могло спокойно избавляться от излишков тепла, чтобы количество отдаваемого нами тепла было равным количеству вырабатываемого и наш организм мог поддерживать постоянную нужную температуру. Ведь тепло передается от более нагретых к менее нагретым телам и со скоростью, пропорциональной разнице температур. А передавать его нам нужно предостаточно, пока мы живы.

Когда на улице +30 то разницы температур в 6-7 градусов недостаточно чтобы отдавать в воздух нужное количество тепла, потому в ход идут специальные механизмы - потовыделение (испарение отбирает много тепла) и прочие, которые приводят к обезвоживанию и жажде и в общем слишком долго наш организм в таком режиме работать не приспособлен потому и подает сигнал " жарко, найди где охладиться!" Правда тут еще не все учтено, комфортная температура зависит от влажности воздуха, ветрености, солнечности, наличии одежды / волосяного покрова, а так же комплекции и особенностей организма человека. Но эта комфортная температура для теплокровных животных всегда ниже температуры тела - должна быть разница температур чтобы выделяемое тепло могло покинуть наше тело а не перегревать его.

Не специалист. Но температура ПОВЕРХНОСТИ тела ниже; почему градусник и надо держать подмышкой и тщательно. Или в полостях. Температура поверхности рук-ног, кажется, порядка 24 градусов (могу путать).

Впрочем, наверняка это только часть ответа.

Человеческое тело вырабатывает очень много тепла. Правильная температура для правильной работы организма 36,6. Чем больше температура извне - тем сложнее охлаждать организм. Ведь количество тепла вырабатываемое организмом не падает, а отдавать температуру все сложнее. Организм перенагревается и как следствие -- тепловой удар.

Температура является важным и часто лимитирующим фактором среды. Распространение различных видов и численность популяций существенно зависят от температуры. С чем это связано и каковы причины такой зависимости?

Диапазон температур, которые зарегистрированы во Вселенной, равен тысяче градусов, но пределы обитания живых существ на Земле значительно уже: чаще всего от - 200°С до + 100 °С. Большая часть организмов имеет гораздо более узкий диапазон температур, причем наибольший диапазон имеют самые низкоорганизованные существа микроорганизмы, в частности, бактерии. Бактерии обладают способностью жить в условиях, где другие организмы погибают. Так, их обнаруживают в горячих источниках при температуре около 90°С и даже 250 °С, тогда как самые устойчивые насекомые погибают, если температура окружающей среды превышает 50°С. Существование бактерий в широком диапазоне температур обеспечивается их способностью переходить в такие формы, как споры, имеющие прочные клеточные стенки, выдерживающие неблагоприятные условия среды.

Диапазон толерантности у наземных животных в целом больше, чем у водных (не считая микроорганизмов). Изменчивость температуры, временная и пространственная, является мощным экологическим фактором среды. Живые организмы приспосабливаются к различным температурным условиям; одни могут жить при постоянной или относительно постоянной температуре, другие лучше адаптированы к колебаниям температуры.

Воздействие температурного фактора на организмы сводится к его влиянию на скорость обмена веществ. Если исходить из правила Вант-Гоффа для химических реакций, то следует заключить, что повышение температуры вызовет пропорциональное возрастание скорости биохимических процессов обмена веществ. Однако в живых организмах скорость реакций зависит от активности ферментов, которые имеют свои температурные оптимумы. Скорость ферментативных реакций зависит от температуры нелинейно. Учитывая все многообразие ферментативных реакций у живых существ, следует заключить, что ситуация в живых системах существенно отличается от сравнительно простых химических реакций (протекающих в неживых системах).

При анализе взаимосвязей между организмами и температурой окружающей среды все организмы делят на два типа: гомойотермных и пойкилотермных . Такое разделение относится к животному миру; иногда животных подразделяют на теплокровных и холоднокровных .

Гомойотермные организмы имеют постоянную температуру и поддерживают ее, несмотря на изменение температуры в окружающей среде. Напротив, пойкилотермные организмы не тратят энергию на поддержание постоянной температуры тела, и она меняется в зависимости от температуры окружающей среды.

Такое разделение имеет несколько условный характер, так как многие организмы не являются абсолютно пойкилотермными или гомойотермными. Многие пресмыкающиеся, рыбы и насекомые (пчелы, бабочки, стрекозы) могут в течение определенного времени регулировать температуру тела, а млекопитающие при необычно низких температурах ослабляют или приостанавливают эндотермическую регуляцию температуры тела. Так, даже у таких "классических" гомойотермных животных, как млекопитающие, во время зимней спячки температура тела понижается.

Несмотря на известную условность деления всех живущих на Земле организмов на эти две большие группы, оно показывает, что существует два стратегических варианта адаптации к условиям температуры среды. Они сложились в ходе эволюции и существенно отличаются по ряду принципиальных свойств: по уровню и устойчивости температуры тела, по источникам тепловой энергии, по механизмам терморегуляции.

Пойкилотермные животные являются эктотермными, они имеют относительно низкий уровень метаболизма. Температура тела, скорость физиолого-биохимических процессов и общая активность прямо зависят от температуры среды. Адаптации (компенсации) у пойкилотермных организмов происходят на уровне обменных процессов: оптимум активности ферментов соответствует режиму температур.

Стратегия пойкилотермии заключается в том, что организмы не тратят энергию на активную терморегуляцию и обеспечивает устойчивость в интервале средних температур, сохраняющихся достаточно длительное время. При выходе параметров температуры за определенные пределы организмы прекращают свою деятельность. Приспособления к меняющимся температурам у этих животных носят частный характер.

У гомойотермных организмов имеется комплекс приспособлений к меняющимся условиям температуры среды. Температурные адаптации связаны с поддержанием постоянного уровня температуры тела и. сводятся к получению энергии для обеспечения высокого уровня метаболизма. Интенсивность последнего у них на 1 - 2 порядка выше, чем у пойкилотермных. Физиолого-биохимические процессы у них протекают в оптимальных температурных условиях. В основе теплового баланса лежит использование собственной теплопродукции, поэтому их относят к эндотермным организмам. Регулирующую роль в поддержании постоянной температуры тела играет нервная система.

Стратегия гомойотермии связана с большими энергетическими затратами на поддержание постоянной температуры тела. Гомойотермия характерна для высших организмов. К ним относят два класса высших позвоночных животных: птиц и млекопитающих. Эволюция этих групп была направлена на ослабление зависимости от внешних факторов среды путем повышения роли центральных регулирующих механизмов, в частности, нервной системы. Большинство видов живых организмов являются пойкилотермными. Они широко расселены на Земле и занимают многообразные экологические ниши.

Реакция конкретного вида на температуру не постоянна и может изменяться в зависимости от времени воздействия температуры окружающей среды и ряда других условий. Другими словами, организм может приспосабливаться к изменению температурного режима. Если тaкое приспособление регистрируют в лабораторных условиях, то процесс обычно называют акклимацией, если же в природных - акклиматизацией. Однако различие между этими терминами лежит не в месте регистрации реакции, а в ее сути: в первом случае речь идет о так называемой фенотипической, а во втором - генотипической адаптации, т. е. адаптации на генетическом уровне. В том случае, если организм не может приспособиться к изменению температурного режима, он погибает. Причиной гибели организма при высоких температурах является нарушение гомеостаза и интенсивности обмена веществ, денатурация белков и инактивация ферментов, обезвоживание. Необратимые нарушения структуры белков возникают при температуре около 60°С. Именно таков порог "тепловой смерти" у ряда простейших и некоторых низших многоклеточных организмов. Адаптации к изменению температур выражаются у них в образовании таких форм существования, как цисты, споры, семена. У животных "тепловая смерть" наступает раньше, чем происходит денатурация белков, вследствие нарушений деятельности нервной системы и других регуляторных механизмов.

При низких температурах обмен замедляется или даже приостанавливается, происходит образование кристаллов льда внутри клеток, что приводит к их разрушению, повышению внутриклеточной концентрации солей, нарушению осмотического равновесия и денатурации белков. Морозоустойчивые растения выдерживают полное зимнее промерзание благодаря ультраструктурным перестройкам, направленным на обезвоживание клеток. Семена выдерживают температуры, близкие к абсолютному нулю.

Человек, как известно, относится к гомойотермным, или теплокровным, организмам. Означает ли это, что температура его тела постоянна, т.е. организм не реагирует на изменения температуры окружающей среды? Реагирует, и даже очень чутко. Постоянство температуры тела – это, собственно, и есть результат непрерывно происходящих в организме реакций, поддерживающих неизменным его тепловой баланс.

С точки зрения обменных процессов, выработка тепла – это побочный эффект химических реакций биологического окисления, в ходе которых поступающие в организм питательные вещества – жиры, белки, углеводы – претерпевают превращения, заканчивающиеся образованием воды и углекислого газа. Такие же реакции с высвобождением тепловой энергии происходят и в организмах пойкилотермных, или холоднокровных, животных, но из-за значительно более низкой их интенсивности температура тела у пойкилотермных лишь незначительно превышает температуру окружающей среды и изменяется в соответствии с последней.

Все протекающие в живом организме химические реакции зависят от температуры. И у пойкилотермных животных интенсивность процессов превращения энергии, согласно правилу Вант-Гоффа*, возрастает пропорционально внешней температуре. У гомойотермных животных эта зависимость замаскирована другими эффектами. Если гомойотермный организм охладить ниже комфортной температуры окружающей среды, интенсивность обменных процессов и, следовательно, выработка тепла у него возрастают, предотвращая понижение температуры тела. Если терморегуляцию у этих животных блокировать (например, при наркозе или повреждении определенных участков ЦНС), кривая зависимости теплопродукции от температуры будет такой же, как и для пойкилотермных организмов. Но даже в этом случае сохраняются существенные количественные различия между обменными процессами у пойкилотермных и гомойотермных животных: при данной температуре тела интенсивность обмена энергии в расчете на единицу массы тела у гомойотермных организмов по меньшей мере в 3 раза превышает интенсивность обмена у пойкилотермных организмов.

Многие животные, из тех, что не относятся к млекопитающим и птицам, способны в некоторой степени менять температуру тела при помощи «поведенческой терморегуляции» (например, рыбы могут заплывать в более теплую воду, ящерицы и змеи – принимать «солнечные ванны»). Истинно гомойотермные организмы способны использовать как поведенческие, так и автономные способы терморегуляции, в частности у них может при необходимости вырабатываться дополнительное тепло за счет активации обмена веществ, тогда как другие организмы вынуждены ориентироваться на внешние источники тепла.

Теплопродукция и размеры тела

Температура большинства теплокровных млекопитающих лежит в диапазоне от 36 до 40 °С, несмотря на значительные различия в размерах тела. В то же время интенсивность метаболизма (М) зависит от массы тела (m) как ее показательная функция: M = k x m 0,75 , т.е. величина М/m 0,75 одна и та же для мыши и для слона, хотя у мыши интенсивность метаболизма на 1 кг массы тела значительно больше, чем у слона. Этот так называемый закон снижения интенсивности обмена веществ в зависимости от массы тела отражает то, что теплопродукция соответствует интенсивности теплоотдачи в окружающее пространство. Для данной разницы температур между внутренней средой организма и окружающей средой потери тепла на единицу массы тела оказываются тем больше, чем больше соотношение между поверхностью и объемом тела, причем последнее соотношение уменьшается с увеличением размеров тела.

Температура тела и тепловой баланс

Когда для поддержания постоянства температуры тела требуется дополнительное тепло, оно может быть выработано за счет:

1) произвольной двигательной активности;
2) непроизвольной ритмической мышечной активности (дрожь, вызванная холодом);
3) ускорения обменных процессов, не связанных с сокращением мышц.

У взрослого человека дрожь – наиболее важный непроизвольный механизм термогенеза. «Недрожательный термогенез» встречается у новорожденных животных и детей, а также у мелких, адаптированных к холоду животных и у животных, впадающих в зимнюю спячку. Главным источником «недрожательного термогенеза» служит так называемый бурый жир – ткань, характеризующаяся избытком митохондрий и «мультилакулярным» распределением жира (многочисленные мелкие капельки жира, окруженные митохондриями). Эта ткань обнаруживается между лопатками, в подмышечных впадинах и в некоторых других местах.

Чтобы температура тела не изменялась, теплопродукция должна равняться теплоотдаче. По закону охлаждения Ньютона отданное телом тепло (за вычетом потерь, связанных с испарением) пропорционально разности температур между внутренней частью тела и окружающим пространством. У человека теплоотдача равна нулю при температуре окружающей среды 37 °С, а при понижении температуры она возрастает. Теплоотдача зависит также от проведения тепла внутри организма и периферического кровотока.

Термогенез, связанный с обменом веществ в условиях покоя (рис. 1), уравновешивается процессами теплоотдачи в зоне температур окружающей среды Т 2 –Т 3 , если кожный кровоток постепенно уменьшается по мере снижения температуры от Т 3 до Т 2 . При температуре ниже Т 2 постоянство температуры тела может поддерживаться только при усилении термогенеза пропорционально потерям тепла. Наибольшая выработка тепла, обеспечиваемая этими механизмами, у человека соответствует уровню метаболизма, в 3–5 раз превышающему интенсивность основного обмена, и характеризует нижнюю границу диапазона терморегуляции T 1 . В случае выхода за эту границу развивается гипотермия, которая может привести к смерти от переохлаждения.

При температуре окружающей среды выше Т 3 температурное равновесие могло бы сохраняться за счет ослабления интенсивности обменных процессов. На самом деле, температурный баланс устанавливается за счет дополнительного механизма теплоотдачи – испарения выделяющегося пота. Температура Т 4 соответствует верхней границе диапазона терморегуляции, которая определяется максимальной интенсивностью выделения пота. При температуре среды выше Т 4 возникает гипертермия, которая может привести к смерти от перегрева. Температурный диапазон Т 2 –Т 3 , в пределах которого температура организма может поддерживаться на постоянном уровне без участия дополнительных механизмов теплопродукции или потоотделения, называется термонейтральной зоной . В этом диапазоне интенсивность метаболизма и теплопродукция по определению минимальны.

Температура тела человека

Тепло, вырабатываемое организмом в норме (т.е. в условиях равновесия), отдается в окружающее пространство поверхностью тела, поэтому температура частей тела вблизи его поверхности должна быть ниже температуры его центральных частей. В связи с неправильностью геометрических форм тела распределение температуры в нем описывается сложной функцией. Например, когда легко одетый взрослый человек находится в помещении с температурой воздуха 20 °С, температура глубокой мышечной части бедра составляет 35 °С, глубоких слоев икроножной мышцы 33 °С, в центре стопы температура составляет лишь 27–28 °С, а ректальная температура равна примерно 37 °С. Колебания температуры тела, вызванные изменениями внешней температуры, наиболее выражены вблизи поверхности тела и на концах конечностей (рис. 2).

Рис. 2. Температура различных областей тела человека в условиях холода (А) и тепла (Б)

Внутренняя температура тела сама по себе не является постоянной ни в пространственном, ни во временном отношении. В термонейтральных условиях различия температур во внутренних областях тела составляют 0,2–1,2 °С; даже в головном мозге разница температур между центральной и наружной частями достигает более 1 °С. Наиболее высокая температура отмечается в прямой кишке, а не в печени, как считалось раньше. На практике обычно представляют интерес изменения температуры во времени, поэтому ее измеряют на каком-либо одном определенном участке.

Для клинических целей предпочтительнее измерять ректальную температуру (термометр вводят через анальное отверстие в прямую кишку на стандартную глубину 10–15 см). Оральная, точнее подъязычная, температура обычно на 0,2–0,5 °С ниже ректальной. На нее влияет температура вдыхаемого воздуха, пищи и питья.

При исследованиях в спортивной медицине часто измеряют пищеводную температуру (над входом в желудок), которую регистрируют с помощью гибких термодатчиков. Такие измерения отражают изменения температуры тела быстрее, чем регистрация ректальной температуры.

Подмышечная температура также может служить показателем внутренней температуры тела, поскольку, когда рука плотно прижата к грудной клетке, температурные градиенты смещаются так, что граница внутреннего слоя доходит до подмышечной впадины. Однако для этого необходимо некоторое время. Особенно после нахождения на холоде, когда поверхностные ткани были охлаждены и в них произошло сужение сосудов (это особенно часто бывает при простуде). В этом случае для установления теплового равновесия в этих тканях должно пройти около получаса.

В некоторых случаях внутреннюю температуру измеряют в наружном слуховом проходе. Это делают при помощи гибкого датчика, который помещают вблизи барабанной перепонки и предохраняют от внешних температурных влияний при помощи ватного тампона.

Обычно для определения температуры поверхностного слоя тела измеряют температуру кожи. В этом случае измерение в одной точке дает неадекватный результат. Поэтому на практике обычно измеряют среднюю температуру кожи в области лба, груди, живота, плеча, предплечья, тыльной стороны ладони, бедра, голени и дорсальной поверхности стопы. При вычислениях учитывают площадь соответствующей поверхности тела. Найденная таким способом «средняя температура кожи» при комфортной температуре окружающей среды составляет примерно 33–34 °С.

Периодические колебания средней температуры

Температура тела человека колеблется в течение дня: она минимальна в предутренние часы и максимальна (часто с двумя пиками) в дневное время (рис. 3). Амплитуда суточных колебаний составляет примерно 1 °С. У животных, активных в ночное время, температурный максимум отмечается ночью. Проще всего было бы объяснить эти факты тем, что увеличение температуры происходит в результате усиления физической активности, однако такое объяснение оказывается неверным.

Колебания температуры – один из многих суточных ритмов. Даже если исключить все ориентирующие внешние сигналы (свет, температурные изменения, часы приема пищи), температура тела

продолжает колебаться ритмически, но период колебаний в этом случае составляет от 24 до 25 ч. Таким образом, суточные колебания температуры тела основаны на эндогенном ритме («биологические часы»), обычно синхронизованном с внешними сигналами, в частности с вращением Земли. Во время путешествий, связанных с пересечением земных меридианов, обычно требуется 1–2 недели для того, чтобы температурный ритм пришел в соответствие с жизненным укладом, определяемым новым для организма местным временем.

На ритм суточных изменений температуры накладываются ритмы с более продолжительными периодами, например температурный ритм, синхронизованный с менструальным циклом.

Изменение температуры при физической нагрузке

Во время ходьбы, например, выработка тепла в 3–4 раза, а при напряженной физической работе даже в 7–10 раз выше, чем в состоянии покоя. Увеличивается она и в первые часы после приема пищи (примерно на 10–20%). Ректальная температура во время марафонского бега может достигать 39–40 °С, а в некоторых случаях – почти 41 °С. А вот средняя температура кожи снижается за счет вызванного нагрузкой потоотделения и испарения. Во время работы с субмаксимальной нагрузкой, пока происходит выделение пота, повышение внутренней температуры почти не зависит от окружающей температуры в диапазоне 15–35 °С. Обезвоживание тела приводит к подъему внутренней температуры и заметно снижает работоспособность.

Теплоотдача

Как же тепло, возникшее в недрах организма, покидает его? Частично с выделениями и с выдыхаемым воздухом, но роль главного охладителя играет кровь. Благодаря своей высокой теплоемкости кровь очень хорошо подходит для этой цели. Она забирает тепло у клеток омываемых ею тканей и органов и уносит его по кровеносным сосудам к коже и слизистым оболочкам. Здесь, в основном, и происходит отдача тепла. Поэтому оттекающая от кожи кровь примерно на 3 °С холоднее притекающей. Если организм лишить возможности удалять тепло, то всего лишь за 2 ч температура его повышается на 4 °С, а подъем температуры до 43–44 °С уже, как правило, несовместим с жизнью.

Передача тепла в конечностях до некоторой степени определяется тем, что кровоток здесь происходит по принципу противотока. Глубокие крупные сосуды конечностей располагаются параллельно, благодаря чему кровь, следующая по артериям на периферию, отдает свое тепло близлежащим венам. Таким образом, капилляры, расположенные на концах конечностей, получают предварительно охлажденную кровь, поэтому пальцы рук и ног наиболее чувствительны к пониженным температурам.

Слагаемыми теплоотдачи служат: проведение тепла Н п , конвекция Н к , излучение Н изл и испарение Н исп . Общий поток тепла определяется суммой этих компонентов:

Н нар = Н п + Н к + Н изл + Н исп .

Перенос тепла путем проведения происходит, когда тело соприкасается (в положении стоя, сидя или лежа) с плотным субстратом. Величина потока тепла определяется температурой и теплопроводностью прилежащего субстрата.

Если кожа теплее окружающего воздуха, прилегающий к ней слой воздуха нагревается, поднимается и замещается более холодным и плотным воздухом. Движущей силой этого конвективного потока служит разница между температурами тела и окружающей среды вблизи него. Чем больше движений возникает во внешнем воздухе, тем тоньше становится пограничный слой (максимальная толщина 8 мм).

Для диапазона биологических температур перенос тепла за счет излучения Н изл может быть описан с достаточной точностью при помощи уравнения:

Н изл = h изл x (T кожи – Т изл ) x А,

где T кожи – средняя температура кожи, Т изл – средняя температура излучения (температура окружающих поверхностей, например стен комнаты),
А – эффективная площадь поверхности тела и
h изл – коэффициент переноса тепла за счет излучения.
Коэффициент h изл учитывает излучающую способность кожи, которая для длинноволнового ИК-излучения равна примерно 1 независимо от пигментации, т.е. кожа излучает почти столько же энергии, сколько абсолютно черное тело.

Около 20% теплоотдачи тела человека в условиях нейтральной температуры осуществляется за счет испарения воды с поверхности кожи или со слизистых оболочек дыхательных путей. Теплоотдача путем испарения происходит даже при 100% относительной влажности окружающего воздуха. Это происходит до тех пор, пока температура кожи выше температуры окружающей среды и кожа полностью увлажнена благодаря достаточному выделению пота.

Когда температура окружающей среды превышает температуру тела, теплоотдача может осуществляться только путем испарения. Эффективность охлаждения за счет потоотделения очень высока: при испарении 1 л воды организм человека может отдать треть всего тепла, выработанного в условиях покоя за целый день.

Влияние одежды

Эффективность одежды как теплоизолятора обусловлена мельчайшими объемами воздуха в структуре плетеной ткани или в ворсе, в которых не возникают сколько-нибудь заметные конвективные потоки. В этом случае тепло переносится только путем проведения, а воздух является плохим проводником тепла.

Факторы окружающей среды и температурный комфорт

Влияние окружения на тепловой режим организма человека определяется по крайней мере четырьмя физическими факторами: температурой воздуха, влажностью, температурой излучения и скоростью движения воздуха (ветра). От этих факторов зависит, ощущает ли испытуемый «температурный комфорт», жарко ему либо холодно. Условие комфорта состоит в том, чтобы организм не нуждался в работе механизмов терморегуляции, т.е. ему не требовалось бы ни дрожи, ни выделения пота, а кровоток в периферических органах мог сохранять промежуточную скорость. Это условие соответствует упомянутой выше термонейтральной зоне.

Указанные четыре физических фактора до некоторой степени взаимозаменяемы в отношении ощущения комфорта и потребности в терморегуляции. Иными словами, ощущение холода, вызванное низкой температурой воздуха, может быть ослаблено соответствующим повышением температуры излучения. Если атмосфера кажется душной, то соответствующее ощущение может быть ослаблено путем снижения влажности или температуры воздуха. Если температура излучения низкая (холодные стены), для достижения комфорта требуется увеличение температуры воздуха.

Согласно проведенным недавно исследованиям, значение комфортной температуры для легко одетого (рубашка, трусы, длинные хлопковые брюки) сидящего испытуемого равно примерно 25–26 °С при влажности воздуха 50% и равенстве температур воздуха и стен. Соответствующее значение для обнаженного испытуемого составляет 28 °С. При этом средняя температура кожи равна примерно 34 °С. При физической, работе по мере того как испытуемый затрачивает все больше физических усилий, комфортная температура снижается. Например, для легкой кабинетной работы предпочтительная температура воздуха равна примерно 22 °С. Как ни странно, во время тяжелой физической работы комнатная температура, при которой не возникает потоотделения, ощущается как слишком низкая.

Диаграмма на рис. 4 показывает, как соотносятся значения комфортной температуры, влажности и температуры окружающего воздуха во время легкой физической работы. Каждой степени дискомфорта может быть сопоставлено одно значение температуры – эффективная температура (ЭТ). Численное значение ЭТ находят путем проецирования на ось X точки, в которой линия дискомфорта пересекает кривую, соответствующую 50% относительной влажности. Например, все комбинации значений температуры и влажности в темно-серой области (30 °С при относительной влажности 100% или 45 °С при относительной влажности 20% и т.д.) соответствуют эффективной температуре 37 °С, которая в свою очередь соответствует определенной степени дискомфорта. В диапазоне более низких температур влияние влажности оказывается меньшим (наклон линий дискомфорта более крутой), поскольку в этом случае вклад испарения в общую теплоотдачу незначителен. Дискомфорт возрастает с увеличением средней температуры и влажности кожи. Когда значения параметров, определяющие максимальную влажность кожи (100%), превышены, тепловой баланс не может больше сохраняться. Таким образом, человек способен выдерживать условия за пределами этой границы лишь в течение короткого времени; пот при этом стекает ручьями, поскольку его выделяется больше, чем может испариться. Линии дискомфорта, конечно, смещаются в зависимости от тепловой изоляции, обеспечиваемой одеждой, скорости ветра и характера физической нагрузки.

Значения комфортной температуры в воде

Вода обладает по сравнению с воздухом значительно большей теплопроводностью и теплоемкостью. Когда вода находится в движении, возникающий турбулентный поток вблизи поверхности тела отнимает тепло так быстро, что при температуре воды 10 °С даже сильное физическое напряжение не позволяет поддерживать тепловое равновесие, и возникает гипотермия. Если тело находится в полном покое, для достижения температурного комфорта температура воды должна быть 35–36 °С. В зависимости от толщины изолирующей жировой ткани нижняя предельная комфортная температура в воде колеблется от 31 до 36 °С.

Продолжение следует

* Согласно правилу Вант-Гоффа, при изменении температуры на 10 °С (в пределах от 20 до 40 °С) потребление тканями кислорода изменяется в том же направлении в 2–3 раза.

Температурой воздуха называется одно из его свойств, выраженное в количестве делений соответствующей шкалы. В основе этого свойства лежит скорость движений молекул атмосферного воздуха. Чем выше скорость, тем выше температура.

Для измерения этого параметра используются различные шкалы, который существует порядка 12 типов. Но наиболее распространены три шкалы:

1. Цельсия (°C), ставшая частью метрической системы измерения (СИ). За ноль (0 °C) градусов принята температура таяния льда. А температура кипения воды служит отметкой в сто (100 °C) градусов. Одна сотая (1/100) разницы между этими температурами равняется одному (1 °C) градусу Цельсия.
2. Шкала Фаренгейта (°F) активно используется в США и некоторых других странах. Один (1 °F) градус примерно равен 1/180 разницы температур таяния льда (+32 °F) и кипения воды (+212 °F).
3. Градусы Кельвина (°K), часто используемые в метеорологии. В этой шкала за ноль принята температура абсолютного нуля, когда движение молекул прекращается (-273,15 °С). Поэтому все значения температур положительные.

Кроме этих шкал существуют и другие, к примеру градусы Рёмера, Ранкина, Делиля или Гука. Однако эти шкалы устарели или имеют специальное назначение, поэтому широкого применения не получили.

Как температура воздуха влияет на погоду

Погода формируется под воздействием множества факторов. Температура воздуха сказывается на высотном изменении давления. То есть, в тёплом воздухе высотные изменения давления менее выраженные, оно падает медленнее. Таким образом, области тёплого воздуха это области с высоким атмосферным давлением и наоборот - холодные области отличаются низким атмосферным давлением.

Исходя из вышеуказанного, температура воздуха косвенно влияет на образование ветра, ведь ветром называется движение воздушных масс между областями с различным давлением. Кроме того, от температуры воздуха зависят и некоторые осадки. При низких температурах дождь выпадает в виде снега.

Температура воздуха окружающей среды, вместе с частотой и количеством атмосферных осадков, выступает в роли одного из факторов, влияющих на относительную влажность воздуха. Чем выше температура, тем больше влажность воздуха. А наличие постоянных и обильных осадков ещё больше увеличивает содержание влаги в воздухе при высоких температурах. Примером подобного явления служат тропические климатические зоны.

Какую температуру воздуха принято считать комфортной

Комфортная температура воздуха для человека, одетого в лёгкую одежду составляет порядка 20 - 22 °С. Такое положение вещей объясняется особенностями теплообмена человеческого организма и окружающей среды. Организм в состоянии покоя теряет тепловую энергию тремя способами:

1. Радиация или непосредственно тепловое излучение (69% всей теплоотдачи);
2. Конвекция или замена нагретого воздуха вокруг тела холодным из окружающей среды (порядка 15%);
3. Испарение воды (19%).

Температура окружающего воздуха больше всего влияет на темп конвекции. Так, чем ниже температура воздух, тем дольше нагревается воздух вокруг тела и тем быстрее нагретый воздух заменяется холодным и наоборот. Именно благодаря замедлению конвекции одежда сохранять тепло.

Погодные факторы, которые вызывают колебания температуры воздуха

Температура воздуха окружающей среды имеет свойство меняться в зависимости от воздействия различных атмосферных факторов. Здесь важно понимать, что нагревание атмосферного воздуха происходит за счёт тепла, выделяемого поверхностью земли.

Таким образом, наибольшее влияние на температуру воздуха оказывает облачность. Плотный слой облаков препятствует нагреву почвы, следовательно, и нагреву воздуха. В ясные дни солнце сильнее прогревает поверхность земли, а та, в свою очередь, прогревает воздух.