Соотношение между шкалами Фаренгейта и Цельсия определяется коэффициентом 5/9. Например, 20 с равно 68 ф. (т.Е. Это- комнатная температура).

Тепловое расширение. Объемное расширение жидкости и твердых тел.

Дельта V= bV . дельтаT.

Следует помнить (с практической точки зрения), что коэффициент расширения твердых тел намного меньше такового для большинства жидкостей.

Закон сохранения энергии гласит, что изменение внутренней энергии тела равно получаемой энергии за вычетом работы, совершаемой телом:

Дельта U= Q-A

Это уравнение называется первым законом термодинамики, но здесь нет новой физической идеи- это просто новая формулировка закона сохранения энергии с учетом внутренней энергии.

Теплота является одной из форм энергии и, следовательно, единица физической величины теплоты та же, что и для механической энергии, т.е. Джоуль. Один Джоуль равен 4,19 калорий (малых калорий).

Удельная теплоемкость. Следует подчеркнуть, что при передаче 1 ккал теплоты 1 кг воды температура ее повышается на 1 градус. Но если передать то же количество теплоты 1 кг спирта, температура повысится на 1,7 град, а алюминия- на 5 градусов. Таким образом, количество теплоты, способное повышать температуру 1 кг вещества на 1 градус называется удельной теплоемкостью.

Энергия и скорость метаболизма у животных.

Следует помнить, что теплоотдача пропорциональна площади тела, которая, в свою очередь пропорциональна характеристическому показателю длины, а кубическая зависимость данного показателя- определяет массу тела. Математические преобразования данных зависимостей свидетельствуют о том, что скорость теплоотдачи пропорциональна массе тела в степени 0,75.

Важной с практической точки зрения является зависимость массы тела от поступления кислорода, что, в свою очередь, определяется показателями деятельности дыхательной и сердечно- сосудистой систем. Другими словами, можно сказать, что существует связь между теплоотдачей, частотой дыхания и частотой сердцебиения.

Например, выведена формула, согласно которой частота дыхания зависит от массы в степени –0,25.

Терморегуляция

Температура в глубоких отделах (тканях) организма является константой и колеблется в пределах одного градуса по шкале Фаренгейта (0,6 С). Испытуемый может в голом виде находиться в сухом помещении с температурой в 55 или 130 градусов по Фаренгейту и сохранять постоянство температуры тела. 97 по Фаренгейту соответствует 36 С, а 99,5- 37,5С). Таким образом, нормальная температура тела составляет 98- 98,6 по Фаренгейту.

Следует запомнить, что температура кожи в отличие от температуры внутренней среды организма подвержена существенным колебаниям, что в целом отражает участие кожи в процессах теплоотдачи.

Температура тела варьирует в зависимости от физической активности и в зависимости от температуры окружающей среды, что отражает неэффективность основных механизмов терморегуляции. При высокой интенсивности физической нагрузки температура тела может достигать от 101 до 104 градусов по Фаренгейту. И в то же время, если происходит падение температуры окружающей среды, темпрература тела также может снижаться до 96.

Продукция тепла (теплообразование).

Зависит от следующих факторов:

• уровень основного метаболизма (основного обмена);

• дополнительная теплопродукция, связанная с мышечной активностью включая сокращения мышц и дрожательный термогенез;

• дополнительная теплопродукция связанная с действием гормонов щитовидной железы.и в меньшей степени с действием гормонов роста и тестостерона;

• дополнительная теплопродукция, связанная с действием норадреналина и симпатичсекой нервной системы

• дополнительная теплопродукция, обусловленная увеличением метаболической активности самих клеток, в основе которой может находиться, в том числе и нагрев клеток.

Потеря тепла.

Продукция тепла осуществляется в глубоких отделах организма- его органах, в особенности в ткани печени, мозге и сердце, а также в мышечной ткани в течение физической активности. Впоследствии тепло от внутренних органов должно поступить на поверхность (поверхностные ткани организма, где осуществляется его утеря – проведение воздушной средой. Таким образом, в осуществлении выведения тепла существенными являются такие факторы, как его проведение тканями и быстрота перехода теплового потока от кожи в окружающую среду.

Кожа и, в особенности, подкожная жировая клетчатка являются плохими проводниками тепла. В частности, жировая ткань проводит только треть всего тепла, которую теряет организм. В условия, кодга нет должной перфузии через внутренние органы, продуцирующие тепло, изолирующие свойства тканей тела составляют приблизительно три четверти таковой от обычной одежды.

Движение крови (теплоносителя) к коже является основным фактором успешного проведения тепла по тканям. Сосуды проникают через подкожный жировой слой и распределяются сразу под кожей. В этом отношении особенно важную роль играют подкожные венозные сплетения, в которые осуществляется поступление крови из капиллярных сетей кожи. Следует обратить внимание, что наполнение данных сплетений может осуществляться посредством артерио- венозных анастомозов.

При этом скорость тока крови в венозные сплетения осуществляется в очень широких пределах от практически ноля до 30% от общего сердечного выброса. Следует запомнить, что тепловой поток может претерпевать восьмикратное усиление за счет наступления вазодилататорных реакций. Т.е. разница между состояниями полной вазоконстрикции (спазма) и дилатации является восьмикратной.

Процесс проведения теплового потока к коже находится под контролем вегетативной нервной системы.

Основные физические параметры утери тепла организмом с поверхности кожи.

Радиация. Данный путь утери тепла может составлять до 60% общих потерь тепла, имеющих место в организме- голый человек в помещении с холодными стенами. Потеря тепла с поверхности кожи осуществляется с помощью инфракрасного излучения (длина волны от 5 до 20 мкм, что в 10- 30 раз больше длины волны видимой части спектра). Все объекты, которые имеют температуру выше ноля осуществляют подобное излучение.

Проведение. Данный путь проведения в обычных условиях обеспечивает утерю приблизительно около 15% всего теплового потока.

Конвекция- другой процесс, связанный с динамическим нагревом воздуха у поверхности кожи, с последующим движением подогретого воздуха.

Можно говорить о том, что данный процесс является содружественным проведению и в принципе 15% терь тепла в комфортных условиях прредставляют собой результат сочетания подогрева воздуха с его последующей конвекцией.