Теплообмен организма человека со средой обитания

Теплопродукция организма отдаётся в окружающую среду посредством конвекции, излучением тепла и испарением влаги с поверхности кожи.

Тепло, передающееся конвекцией Q_к (Вт) определяется:

где α - коэффициент теплоотдачи, который зависит от скорости движения воздуха, Вт/(м²*град.); F - площадь поверхности тела, м²; t_т, t_в - температура тела и воздуха.

Конвективная отдача тепла зависит от скорости движения и температуры воздуха.

Отдача тепла излучением Q_изл. (Вт) происходит, если температура тела больше температуры стен.

Теплоотдача за счёт испарения влаги Q_исп. (Вт) с поверхности кожи зависит от влажности воздуха, а для открытых участков тела от скорости его движения.

Абсолютная влажность воздуха (А, г/кг) - это количество водяного пара, содержащегося в 1кг воздуха при данной температуре и давлении.

Максимальная влажность (F, г/кг) - это количество водяного пара, которое может содержаться в 1кг воздухе при тех же условиях.

Относительная влажность φ определяется:

Уравнение теплового баланса

Для обеспечения гомеостаза, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Нормальные для определённого вида деятельности теплоощущения человека характеризуются уравнением теплового баланса:

Q_т = Q_к + Q_изл. + Q_исп.

При нарушении этого уравнения возможно ухудшение самочувствия, переохлаждение или перегрев организма. В комфортных условиях любой деятельности человека теплопродукция (теплообразование) равна теплоотдаче (теплопотерям), а температура тела человека сохраняется постоянной без напряжения терморегуляционной системы организма.

Гипотермия

Гипотермия (переохлаждение) начинается, когда теплопотери становятся больше теплопродукции организма, а система терморегуляции не справляется с этими изменениями.

Нарушается кровоснабжение, что вызывает такие простудные заболевания, как невриты, радикулиты, заболевания верхних дыхательных путей.

В результате гипотермии наблюдается отклонение от нормального поведения, а затем апатия, усталость, ложное ощущение благополучия, замедленные движения, угнетение психики, а в тяжёлых случаях - потеря сознания и летальный исход.

Гипертермия

Гипертермия (перегрев) наблюдается при нарушении уравнения теплового баланса, когда внешняя теплота Q_в.т суммируется с теплопродукцией организма, и эта сумма превышает величину теплопотерь.

При гипертермии возникает головная боль, учащённый пульс, снижение артериального давления, поверхностное дыхание, тошнота. При тяжёлом поражении возможна потеря сознания. Эти симптомы характерны для теплового и для солнечного удара. Повышенная влажность воздуха более 75% ускоряет развитие гипертермии и гипотермии.