人体的散热主要通过皮肤进行,皮肤是散热的主要器官,而其他排泄器官如肾脏则可以散发少量热量。
散热的方式有四种:辐射、传导、对流和蒸发。
在环境温度低于皮肤温度时,人体主要依靠辐射、传导和对流散热,这些方式占总散热量的70%左右。
而当环境温度接近或高于皮肤温度时,蒸发散热成为主要的散热途径。
辐射散热是指体热以热射线的形式传递给周围环境,其散热效果取决于皮肤与环境之间的温差。
在高温环境下,如船舱或炼钢车间,由于环境温度高于皮肤温度,人体不仅不能通过辐射散热,反而会吸收周围环境的热量,从而容易导致中暑。
传导散热是指体热直接传递给与皮肤接触的低温物体,其散热效果取决于接触面积和物体的导热性。
例如,冷水袋或冰袋常用于为高热患者降温,因为水的导热性非常好;而脂肪的导热性较差,所以肥胖者在炎热的天气中容易出汗。
对流散热是通过空气流动来交换热量,是传导散热的一种特殊形式。
对流散热的效果主要取决于气温、风速及衣物覆盖情况。
增加衣物覆盖可以减少对流散热,使人体保温。
在密闭且高温的环境中,如船舱内,由于空气对流差,容易发生中暑。
蒸发散热包括不感蒸发和发汗两种形式。
不感蒸发是指体液在皮肤表面直接蒸发,不形成明显水滴,是持续进行的散热过程。
人体每日的不感蒸发量约为1000ml,皮肤约占2/3,肺占1/3。
发汗则是通过汗液蒸发来吸收体表热量的散热方式。
当气温达到或超过体温时,发汗成为唯一的散热途径。
发汗散热是通过汗液蒸发来实现的,如果将汗液擦掉,就不能起到散热效果。
在高温环境下,发汗量可能很大,如短时间内可达1.5L/h。
汗腺缺乏或分泌障碍者在热环境中易导致体温升高,危及生命。
汗液的成分也值得注意,汗液在排出前有一部分NaCl会被重吸收,最终排出的汗液呈低渗状态。
因此,大量出汗后需要补充大量水分和适量的NaCl,以避免高渗性脱水。
高中生物机体散热的主要途径
高中生物机体散热的主要途径包括以下几个方面:1. 蒸发散热:通过汗液的蒸发,身体能够吸收周围环境的热量,从而实现散热。
在运动或高温环境中,人体通过出汗来调节体温,这是机体有效散热的重要方式。
2. 辐射散热:基于斯蒂芬-波尔兹曼定律,物体温度越高,辐射出的热量越多。
人体表面皮肤温度高于周围环境时,会通过辐射将多余的热量散发到外部。
3. 对流散热:当周围空气温度低于人体表面温度时,空气会与皮肤接触并带走热量。
例如,夏日微风可以帮助身体散热,因为风能增加空气与皮肤的接触面积,促进热量交换。
4. 传导散热:当人体的皮肤接触到温度较低的物体时,热量会通过物体的传导迅速散发。
坐在凉爽的石头上,身体就会通过与石头的接触来散热。
5. 呼吸散热:通过呼吸过程,人体可以排出热量。
在高温环境下,呼吸急促可以帮助身体散热。
口鼻呼吸时,进入人体的空气在与呼吸道接触时会带走部分热量。
这些散热途径共同作用,帮助生物体调节体温,维持热平衡。
了解这些机制有助于我们更好地适应不同温度环境,保护健康。
人体如何散热?
散热主要有四种方式:辐射、传导、对流、蒸发。
(1)辐射散热:将机体的热量以热射线的形式散发给周围温度较低的物体,即散发于低温空气中,称为辐射散热。
这是安静状态下的主要散热方式,受环境温度的影响。
当外界温度等于或超过体温时,则辐射散热就失效,体温升高,如中暑就是一个很好的例子。
夏天,人们爱待在阴凉的地方,就是在运用“辐射散热”的原理呢。
(2)传导散热:是将机体深部的热量以传导的方式传至人体表面的皮肤,再由皮肤传给与其直接接触的衣服等物。
由于衣服等物品是热量的不良导体,传热极慢,加上人体皮下脂肪的热导率低,所以通过传导散发的热量是很小的。
不过在医院里,医生却常常应用冰帽、冰袋等对高热病人进行物理降温,这也是一种传导散热,因为水的传导率大,故传导散热已成为临床经常使用的降温方式之一。
(3)对流散热:这是一种特殊的传导散热方式,是借助空气不断的流动而将体热散发到空气中间。
对流散热受风速的影响较大,如在夏天炎热的骄阳下,一阵清风所送来的凉爽,这是我们都有体会的。
我们也可以借助对流散热的原理,为高热病人宽衣,把他们安置于通风良好的居室或用电扇(避免直吹)进行物理降温。
(4)蒸发散热:是在外界温度等于或超过体温,而不能借助辐射、传导、对流散热时可以采用的方法。
通常人体内每1克水蒸发成水蒸气时要吸收约2.5千焦热量,所以可以借助汗液蒸发而带走大量的体热。
蒸发散热是一个很主要的散热途径,平时我们虽然没有感到有明显的出汗现象,但在不知不觉中,24小时间人体可以有汗液量400-600毫升,医学上称之为不显汗。
医生也往往利用这一机理给高热病人进行药物降温,如给予退热剂等。
退热药品都有发汗作用,病人发汗后,可以由汗液的蒸发水分而带走大量体热,达到退热的目的,汗出热退而身凉的现象是我们经常可以遇见的。