Реферат: Особенности жизнедеятельности организмов

Для расчетов теплоотдачи конвекцией можно использовать уравнение Н.К.Витте, основанное на учете охлаждение кататермометра и установленных при этом эмпирических постоянных величин:

C ₁ = 0,10 (0,5 + √ v ) • П • (Т_В - Т_П ) для v ≤ 0,6 м/сек;

C ₂ = 0,12 (0,273 + √ v ) • П • (Т_В - Т_П ) для v > 0,6 м/сек, где

С₁ , С₂ – теплоотдача конвекцией;

v – скорость движения воздуха, м/сек ;

П – поверхность тела человека, участвующая в теплообмене, м² ;

Т_в – температура воздуха, ⁰ С ;

Т_п – температура (средняя) поверхности кожи, ⁰ С .

Радиация (излучение)

Теплоотдача радиацией – это передача тепла в форме лучистой энергии с поверхности тела человека на окружающие поверхности, имеющее более низкую температуру, или в окружающее пространство. Количество тепла, отдаваемого излучением, зависит от температуры поверхности тела (одежды), температуры окружающих тело стен и поверхностей, их способности излучать тепло, величины площади тела и окружающих поверхностей, расстояния и взаимного расположения тела и окружающих его поверхностей. Теплоотдача излучением в состоянии покоя человека составляет 43-50% всей потери тепла.

Излучение человеческого тела характеризуется длиной волны от 5 до 40 мк с максимальной длиной волны (от 5 до 40 мк) в 9 мк, а кожа человека поглощает инфракрасные лучи как абсолютно черное тело. Количество тепла, излученного единицей поверхности тела в единицу времени, определяется по закону Стефана-Больцмана, справедливого только для абсолютно черного и серого тел:

Q _рад = C • F _изл • [(273- tn /100)⁴ - (273+ t о/100)⁴ ] • [ккал/ч], где

с – коэффициент взаимной радиации, ккал/м² • ч • град;

F _изл – излучающая поверхность тела человека, м² ;

t _п – температура поверхности тела и одежды, ⁰ С ;

t _o –температура окружающих поверхностей, ⁰ С .

Этот закон показывает, что интенсивность излучения резко возрастает с повышением температуры поверхности тела.

В помещении теплоотдачу радиацией определяют по формуле Н.Витте:

Q _Р = 0,093 • П • (Т_СТ - Т_Т ) • [ккал/мин], где

Q _р – теплоотдача радиацией, ккал/мин ;

П – поверхность тела человека, м² ;

Т _ст – температура стен;

Т _т – средневзвешенная температура тела.

В теплообмене человека конвекцией и радиацией принимает участие в среднем 75% всей поверхности тела.

Испарение с поверхности тела человека

При испарении пота у организма человека отнимается тепло, являющееся скрытой теплотой парообразования. Процесс теплоотдачи испарением с поверхности кожи и легких человека в условиях комфорта составляет 23-29% всей теплоотдачи.

Количество тепла, отдаваемого с поверхности тела испарением, определяется уравнением:

Q_n = α_B • W • F ( P_K - P_B ) • [ккал/ч], где

W F – часть поверхности тела, покрытая потом, м² ;

W – коэффициент увлажнения кожи ≈ 0,2-1;

P _К – парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе, мм рт.ст. над кожей;

P _B – парциальное давление водяного пара в окружающем воздухе, мм рт. ст.;

α _B – коэффициент перехода тепла во внешнюю среду при испарении пота (ккал/м² • ч • мм ), для одетого человека α_B = 1,25К, где К – коэффициент теплопередачи, для неодетого α_B = 10,45 + 8,7v , где v – скорость воздуха.

Как видно из уравнения, количество испаряющегося пота зависит от скорости движения воздуха, величины поверхности тела, покрытой потом, и от разности парциальных давлений (P _k - P _B ); которая меняется в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха. Интенсивность выделения водяных паров с поверхности кожи человека резко возрастает и при интенсивной мышечной деятельности человека.

При приближенных расчетах считают, что количество тепла, отдаваемого с поверхности кожи испарением, в основном зависит от количества испаренной влаги и от температуры кожи.

Теплоотдача в процессе дыхания:

нагревание воздуха и испарение влаги

Количество тепла, отдаваемого телом человека на нагревание воздуха в легких, зависит от количества прошедшего воздуха и его температуры при входе и выходе. А количество тепла, отдаваемого на испарение влаги, зависит от количества воздуха, прошедшего через легкие при дыхании и от содержания влаги во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Оно определяется по формуле

Q = 0,001 mp , где