Biofyzika

3.4 Tepelné ztráty

Na rychlost průběhu chemických reakcí, které v těle probíhají, má vliv tělesná teplota.   U teplokrevných (homoiotermních) živočichů se udržuje tělesná teplota na určité výši (u člověka kolem 36,9 ºC). Podmínkou pro udržení stálé teploty je, aby se množství tepla vzniklé metabolizováním živin a svalovou prací rovnalo množství tepla odváděného do okolí. Tato rovnováha se udržuje převážně regulací rychlosti odvádění tepla a jen málo regulací množství produkovaného tepla. Teplo je odváděno kůží a plícemi. Uvnitř těla je výměna tepla zprostředkována převážně prouděním krve. Tepelná vodivost tkání má pro výměnu tepla podružný význam. Na tepelných ztrátách se podílejí různou měrou čtyři procesy: záření (sálání), proudění a vedení tepla a vypařování vody.
Každé těleso, mající určitou teplotu, vyzařuje energii ve formě elektromagnetického záření. Jeho vlnové délky většinou spadají do infračerveného záření při teplotách odpovídajících teplotám prostředí, ve kterém žijeme. U vyšších živočichů mají tepelné ztráty zářením rozhodující podíl a činí kolem 40–60 % celkových tepelných ztrát, které pochopitelně závisejí na teplotě a vlhkosti okolního vzduchu. Množství vyzářené energie je regulováno především změnami prokrvení a tím i teploty kůže a změnou velikosti jejího povrchu. Toto množství se značně snižuje oděvem.
Výdej tepla vedením a prouděním se těžko rozlišuje. Obvykle se oba způsoby měří a vyhodnocují společně.
 
Vedení tepla spočívá v tom, že teplo přechází z místa teplejšího na chladnější tak, že molekuly teplejšího místa odevzdávají svou kinetickou energii sousedním molekulám, které se nacházejí v místech s teplotou nižší. Odvádění tepla prouděním vzniká při proudění plynu nebo kapaliny kolem tělesa. Při těchto způsobech transportu a distribuce tepla v organismu má opět velký význam krevní oběh. Z hlediska tepelných ztrát je zřejmé, že množství vyměněného tepla mezi organizmem a okolím bude opět přímo úměrné velikosti povrchu těla a že přítomností oděvu se toto množství podstatně snižuje. Podíl tepelných ztrát vedením a prouděním je nižší než u ztrát sáláním a činí kolem 15–30 % všech tepelných ztrát.
 
Významnou úlohu při tepelných ztrátách má vypařování vody z povrchu těla, díky vysoké hodnotě skupenského tepla vypařování vody, které činí při teplotě povrchu těla 2,4 MJ/kg. Množství tepla odváděné z organismu vypařováním je kolem 20–25 % celkových tepelných ztrát. K vypařování dochází během dýchání a pocení. Při zvýšení tělesné teploty, za vyšší teploty vzduchu a při tělesném pohybu se produkce potu zvyšuje. Při jeho odpařování se významně uplatňuje relativní vlhkost vzduchu. Při jeho nasycení vodními parami odpařování zcela ustává. Podobně při nedostatečném pohybu vzduchu se vodní páry dostávají z vrstvičky nasycených par těsně u tělesného povrchu do okolí pouze volnou difuzí a odpařování je tak zpomaleno, zatímco při proudění vzduchu kolem těla je tato vrstvička strhávána a nahrazována vzduchem obsahujícím méně vodních par.
Celková tepelná pohoda organismu tedy závisí na následujících faktorech: teplotě vzduchu, vlhkosti vzduchu a proudění vzduchu.
 
 
Předchozí
Následující
Operace
Prohlédnout vše