Конвекция
Конвекция – это передача тепла через потоки воздуха и жидкостей, она может быть принудительной (вынужденной) и естественной. Примером принудительной конвекции будут открытые окна движущегося автомобиля или сидение напротив вентилятора. Естественная конвекция происходит, когда при нагревании или охлаждении происходит изменение плотности молекул, находящихся возле тела, что заставляет их самих двигаться прочь от тела. Мы все обладаем граничным слоем медленно движущихся молекул прямо рядом с кожей, который образуется за счет лучистой энергии тела. Этот слой, толщиной всего в несколько миллиметров, равносилен постоянному ветру со скоростью примерно пять метров в час. Например, любой, кто будет залезать в обжигающе горячую ванну, будет делать это одень медленно и с гримасами на лице. Но если вы посидите спокойно несколько минут, жар уже не будет казаться таким обжигающим, как вначале… если какой-нибудь болван не толкнет Вас и не потревожит таким образом ваш граничный слой. И совершенно внезапно вода вдруг покажется вам намного горячее.
Классическая конвекция, испытываемая каждым путешественником, – это ветер. «Охлаждение ветром» (термин, введенный американским исследователем Полом Сиплом) является причиной того, что температура окружающей среды снаружи кажется нам намного холоднее, чем есть на самом деле. Оно становится распространенным убийцей всех энтузиастов, путешествующих в дикой природе, так как значительно повышает возможность гибели от гипотермии. И наоборот, знойные пустынные ветры могут восприниматься кожей, как горячая струя из фена для сушки волос. Они так быстро иссушают испаряющийся пот, что вы даже можете не думать, что он горячий, потому что вам кажется, что вы не потеете. Испарение пота с кожи такими быстрыми темпами мало поможет вам охладить тело. Согласно исследованиям палеоантропологов, самое древнее когда-либо найденное строение – это ветролом, построенный ранними гоминидами (относящиеся к семейству высших приматов) в Африке более 3,25 миллионов лет назад, который доказывает, что защита от ветра в моде уже довольно долгое время.
Существует так много различных особенностей конвекции, практически, как и нарушений налогового обязательства, включая внешнюю форму, плотность, поверхностные температурные характеристики, гидродинамику, проводимость и удельную теплоемкость. Эти сумасшедшие вариации означают, что потеря или приобретение конвективного тепла – это непредсказуемое явление дикой природы, которое может отправить вас на удобрение для ромашек. Исследователи обнаружили, что в нейтральных условиях 40 процентов потерь тепла обнаженного человеческого тела происходит в результате конвекции – добавьте мокрую одежду и/или сильный ветер в ваш сценарий, которые очень часто случаются в природе, и процент решительно возрастет.
Излучение
Радиация (излучение) – это действие потери или приобретения тепла через излучение. Различают два типа излучения, которые нам будут интересны. Земное, или длинноволновое излучение, исходит от огня, человеческого тела, да и вообще от всего на планете, что имеет температуру выше абсолютного нуля (-273℃). Тепло, излучаемое телом, – это распространение электромагнитной энергии в инфракрасном диапазоне, где тело и выпускает, и получает энергию. Если вы свернетесь лежа в позу эмбриона, то это уменьшит потери излучаемого вами тепла на 35 процентов по сравнению с человеком, стоящим в стойке «руки по швам». Если вы уютно устроитесь рядом со своей любимой/своим любимым в холодный зимний вечер, то вы будете наслаждаться ее или его длинноволновым излучением, которое представляет собой некто неизменное для млекопитающих. Потеря излучаемого тепла – это принуждение, с которым следует смириться, так как оно насчитывает практически 45 процентов общей потери тепла от обнаженного тела в нейтральных условиях. Поверхности, которые хорошо принимают излучение, также хорошо его и отдают.
Коротковолновое излучение исходит от солнца и изменяется в своей интенсивности, в зависимости от времени дня, высоты над уровнем моря, географической широты, отражаемости поверхности, атмосферного загрязнения, озоновых уровней и сезона года. Большая часть ультрафиолетового излучения поступает на Землю в полдень: 80 процентов – между 9 часами утра и 3 часами дня, 65 процентов – между 10 часами утра и 2 часами дня. Излучение от солнечного света нагревает человека тремя способами: прямо через кожу, отражением от атмосферы и отражением от земли. В отличие от длинноволнового излучения, коротковолновая радиация поглощается в большей степени более темной одеждой и пигментацией кожи. В жарком климате все может привести к обезвоживанию и гипертермии, если не будет улажено должным образом.
Испарение
Испарение – это действие потери тепла через преобразование жидкости в газ. Основным способам, которым пользуется ваше тело для потери тепла в жарком окружающей среде, является испарение воды в форме пота с поверхности вашей кожи, так же как маленькое количество выдыхаемой влаги.
Один грамм капельки пота, испаренной с вашей кожи при нормальной температуре, отнимает примерно 580 калорий на грамм тепла. В пустыне в июле 2,6 миллиона потовых желез, имеющихся у человека, действуют как спасители. С другой стороны, холодной зимой ношение одежды, вызывающей потение от чрезмерного напряжения, подводит вас на шаг ближе к смерти, увеличивая ваши шансы получить гипотермию. Довольно интересно, что у многих млекопитающих нет потовых желез, но они охлаждаются за счет дыхания (испарение через дыхательные пути), повышенного слюноотделения и облизывания шерсти.
Как ваше тело приобретает тепло
Бенни-бездельник
Тип тела: Большая площадь поверхности по сравнению с объемом в данном случае предпочтительнее при отдаче избыточного тепла
А. Прямое солнечное излучение (радиация).
В. Дыхание через нос ограничивает потери воды (дыхание).
С. Горячий ветер (конвекция).
D. Отраженное солнечное излучение (радиация).
Е. Никотин: мочегонное средство, сужает кровеносные сосуды, увеличивает скорость основного обмена.
F. Изоляция от горячей поверхности (проводимость).
С. Отражение от поверхности земли (радиация).
Н. Алкоголь: мочегонное средство, ухудшает здравость суждений, повышает вязкость крови.
Бенни-бездельник теряет тепло, так как происходит:
I. Повышенная теплоотдача из-за влажной одежды (испарение).
Как ваше тело отдает тепло
Бездомный Хэл
Тип тела: Больший объем по сравнению с площадью поверхности в данном случае будет предпочтительнее, так как минимизирует потерю тепла
