Ученые установили предел возможностей охлаждения человеческого тела
Пот позволяет человеку выдерживать жару, которая без этого механизма была бы для него смертельно опасной. Но даже эта чрезвычайно эффективная система имеет свой предел.
Когда человеку жарко, организм выделяет пот. Испаряясь с кожи, вода забирает с собой тепло и температура тела снижается. Чем лучше движется воздух, тем быстрее происходит испарение и тем эффективнее мы охлаждаемся.
Этот механизм настолько действенен, что позволяет человеку определенное время выдерживать температуру воздуха, значительно превышающую температуру его собственного тела.
Однако, как пишет Medical Express, исследователи из Университета штата Аризона обнаружили ситуацию, когда механизм охлаждения начинает давать сбой. Проблема в том, что его эффективность зависит не только от температуры и влажности воздуха, но и от того, как он движется непосредственно у поверхности кожи.
Что происходит у нашей кожи
Если воздух горячее кожи, его тонкий слой непосредственно у тела немного охлаждается. Он становится более плотным и стремится опуститься вниз.
Одновременно происходит противоположный процесс. Пот испаряется, воздух у кожи насыщается водяным паром, становится легче и стремится подняться вверх.
Так у человеческого тела возникают два противоположных воздушных потока. Обычно мы их даже не замечаем. Но при сильной жаре, сухом воздухе и полном отсутствии ветра они могут почти полностью компенсировать друг друга. Естественное движение воздуха у кожи резко ослабевает. А это, в свою очередь, препятствует испарению пота.
Эксперименты показали, насколько значительным может быть этот эффект. При температуре 41°C и влажности 10% испарение пота может снижаться на 56%. В результате организм накапливает больше тепла, а температура кожи и тела поднимается сильнее, чем предсказывают традиционные модели теплового баланса человека.
Для экспериментов исследователи использовали ANDI — специальный манекен с датчиками, способный имитировать потоотделение. Ученые также создали его компьютерную модель и провели около ста симуляций при разных условиях.
Результаты показали, что, если не учитывать движение влажного воздуха у кожи, можно существенно недооценить перегрев организма.
Согласно расчетам, после двух часов пребывания в горячем сухом воздухе без ветра температура тела человека может быть примерно на один градус Цельсия выше, чем предсказывают традиционные модели теплового баланса человека.
Почему это важно
Более точное понимание того, как организм охлаждается, необходимо прежде всего для оценки риска перегрева. На таких расчетах основываются рекомендации для людей, работающих в условиях сильной жары, а также разработка систем охлаждения для спасателей, военных и спортсменов.
Особенно важным открытие может быть для закрытых и частично закрытых пространств, где почти нет движения воздуха: палаток, производственных площадок, недостроенных зданий. Как показало исследование, сухой воздух сам по себе еще не гарантирует, что пот будет эффективно охлаждать человека.
Комментарии