אין סיכוי גבוה יותר שתאבד חום מהראש שלך מאשר חלקים אחרים בגופך - למעט הידיים והרגליים. טיילור מקנזי
כאשר מזג האוויר מתחיל להתקרר ובגדי החורף נכנסים לסיבוב בארונות הבגדים שלנו, צצים כמה שילובים מוזרים: מכנסיים קצרים וצעיפים; חוטיני ומעילים; חולצות וכפיות. האחרון מוסבר לעיתים קרובות באמרה ישנה: אתה מאבד את רוב ראשך בראשך. אבל למעשה, מדענים יודעים שזה לא נכון.
ראשית, בואו נחזור ליסודות חילופי החום.
חילופי חום אנושיים מוכתבים על ידי שילוב של עקרונות גופניים, וריאציות בצורת הגוף ובגודל, ומנגנוני בקרה פיזיולוגיים כגון שינוי זרימת הדם בעור, צמרמורת והזעה. אינטראקציות אלה שומרות על טמפרטורת גוף עמוקה יציבה, שהיא בדרך כלל מעט מתחת ל 37 מעלות צלזיוס.
בעוד אקסטרים שורדים של 13.7 מעלות צלזיוס ו 46.5 מעלות צלזיוס דווחו, סביר להניח שתרגיש אומלל ולא טוב כאשר טמפרטורה זו יורדת מתחת ל 35 מעלות צלזיוס או תעלה מעל 40 מעלות צלזיוס.
עקרונות פיזיים
במבט מעבר לגוף, החום מוחלף בין כל האובייקטים במסלולים יבשים (קרינה, הסעה, הולכה) ובאידוי לחות.
במסלולים יבשים האנרגיה התרמית עוברת מאזורים חמים לאזור קריר יותר, כאשר שער החליפין שלה תלוי בהפרש הטמפרטורה בין עצמים אלה.
לצורך קירור אידוי, מולקולות מים משאירות משטחים לחים להיכנס לאוויר לח פחות, ולוקחות עמן חום.
אלה העקרונות הראשונים של חילופי חום.
צורת גוף וגודל
סביר להניח שהחום יאבד מהר יותר ממשטחים גדולים יותר. אף על פי כן, למסות גדולות יש יציבות תרמית גדולה יותר, והן מתנגדות לשינויים מהירים ומשמעותיים בטמפרטורה. לפיכך, האינטראקציה בין שטח הפנים למסה מספקת עיקרון ראשון נוסף: שינוי הטמפרטורה של כל אובייקט מוכתב על ידי היחס בין שטח הפנים שלו למסה שלו.
כך שאובדן מנסרה מלבני דקיק רקיק מחמם את החום במהירות רבה להפליא, בעוד שכדור בעל שטח השטח לנפח הקטן ביותר של כל אובייקט, מספק את ההתנגדות הגדולה ביותר לאובדן חום. הצורה הכדורית יחסית של הראש האנושי, מובילה אותנו אפוא לאתגר את מיתוס אובדן החום על בסיס מדע העקרונות הראשונים.
מקור הטוקו של הטוקו מאפשר לציפור להתקרר במהירות. פליקר / ברנט
אך איננו יכולים להתעלם מהבקרה הפיזיולוגית בזרימת הדם בעור, מכיוון שכך מועבר חום לעור לצורך פיזור והזעה, מה שמקל על אובדן חום כשהאוויר חם מהעור.
ישנן דוגמאות רבות לאופן בו הברירה הטבעית הובילה לשינויים פיזיולוגיים התומכים בוויסות הטמפרטורה. קח את הטוקאן של הטוקו: השטח הגדול של שטף הציפור הזה, בשילוב עם אספקת הדם שלו, מאפשר פיזור חום יעיל מאוד. כנ"ל לגבי אוזני הפיל.
אצל בני האדם, המקבילים הקרובים ביותר הם ידיים ורגליים.
שליטה פיזיולוגית
הראש אינו מהווה רדיאטור אידיאלי, למרות שיש לו כלי דם רבים קרוב לפני השטח שלו, מכיוון שדם העור שלו זורם אינו משתנה באופן משמעותי כאשר אחד נוח בנוחות או מקורר בצורה דרמטית. גם כשלמישהו יש טמפרטורה גבוהה מסוכנת, זרימת הדם בעור הראש עולה הרבה פחות מזו של ידיים ורגליים לאותו גירוי חימום.
בנוסף לרוב הראשים יש כיסוי שיער של כ -50%, הלוכד אוויר ומבודד מפני החלפת חום. אם כי (לצערנו) לא כל הראשים תואמים הכללה זו.
הראש גם לא מצוין לקירור אידוי. בעוד המצח הוא פורה ביותר אתר הפרשת זיעה ליחידת שטח כשאנחנו נחים, הזעה מאתרים בתוך קו השיער מתרחשת בשעה מחצית משיעור זה.
כפפות וגרביים יעזרו לך להתחמם. ק חתנאקה
למעשה, הראש מייצג רק על 7% משטח הגוף, ולכן תרומתו לקירור אידוי של כל הגוף במנוחה היא רק 10%, ופחות מזו של היד, הגב, הירך והרגל התחתונה. אומדן אובדן חום זה יכול לשלוש במהלך פעילות גופנית, אך הוא עדיין מהווה חשבון רק% 13 של אידוי מוחלט.
לכן נראה שלמרות שטמפרטורת הראש הופכת אותו למאוד מתאים לאיבוד חום, לא הגיאומטריה שלו ולא התגובות הפיזיולוגיות שלו לחימום או לקירור הופכים אותו לאתר קריטי לאיבוד חום.
כיסוי הראש אינו יעיל יותר לחמם אותך מאשר לכסות את מרבית אזורי הגוף האחרים. במילים אחרות, אתה לא מאבד יותר חום מהראש מאשר חלקים אחרים בגופך - למעט הידיים והרגליים. אז לבישת כפפות וגרביים היא ההימור הטוב ביותר שלכם.
על המחבר
נייג'ל טיילור, פרופסור חבר לפיזיולוגיה תרמית, אוניברסיטת וולונגונג
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
ספרים על איכות הסביבה מרשימת רבי המכר של אמזון
"אביב שקט"
מאת רייצ'ל קרסון
ספר קלאסי זה הוא ציון דרך בהיסטוריה של איכות הסביבה, מפנה את תשומת הלב להשפעות המזיקות של חומרי הדברה והשפעתם על עולם הטבע. עבודתו של קרסון עזרה לעורר השראה בתנועה הסביבתית המודרנית ונשארת רלוונטית גם כיום, כאשר אנו ממשיכים להתמודד עם אתגרי הבריאות הסביבתית.
"כדור הארץ הבלתי ניתן למגורים: החיים לאחר ההתחממות"
מאת דייוויד וואלאס-וולס
בספר זה, דיוויד וואלאס-וולס מציע אזהרה מוחלטת לגבי ההשפעות ההרסניות של שינויי האקלים והצורך הדחוף לטפל במשבר העולמי הזה. הספר מסתמך על מחקר מדעי ודוגמאות מהעולם האמיתי כדי לספק מבט מפוכח על העתיד העומד בפנינו אם לא נצליח לנקוט בפעולה.
"החיים הנסתרים של עצים: מה הם מרגישים, איך הם מתקשרים? גילויים מעולם סודי"
מאת פיטר וולבן
בספר זה חוקר פיטר וולבן את עולמם המרתק של העצים ותפקידם במערכת האקולוגית. הספר מסתמך על מחקר מדעי וחוויותיו של ווהליבן עצמו כיערן כדי להציע תובנות לגבי הדרכים המורכבות שבהן עצים מתקשרים זה עם זה ועם עולם הטבע.
"הבית שלנו בוער: סצינות של משפחה וכוכב לכת במשבר"
מאת גרטה תונברג, סוונטה תונברג ומלנה ארנמן
בספר זה, פעילת האקלים גרטה תונברג ומשפחתה מציעות תיאור אישי של מסעם להעלאת המודעות לצורך הדחוף לטפל בשינויי האקלים. הספר מספק תיאור עוצמתי ומרגש של האתגרים העומדים בפנינו והצורך בפעולה.
"ההכחדה השישית: היסטוריה לא טבעית"
מאת אליזבת קולברט
בספר זה, אליזבת קולברט חוקרת את ההכחדה ההמונית המתמשכת של מינים הנגרמת על ידי פעילות אנושית, תוך הסתמכות על מחקר מדעי ודוגמאות מהעולם האמיתי כדי לספק מבט מפוכח על השפעת הפעילות האנושית על העולם הטבעי. הספר מציע קריאה משכנעת לפעולה כדי להגן על מגוון החיים על פני כדור הארץ.
