U sal waarskynlik nie meer hitte van u kop verloor as ander dele van u liggaam nie - behalwe u hande en voete. Taylor Mackenzie
WANNEER die weer begin afkoel en die winterklere in ons klerekaste draai, kom 'n paar eienaardige kombinasies na vore: kortbroek en serpe; rieme en baadjies; T-hemde en moue. Die laaste word dikwels met 'n ou gesegde verklaar: jy verloor die meeste van jou kop deur jou kop. Maar wetenskaplikes weet dat dit onwaar is.
Laat ons eerstens na die basiese beginsels van hitte-uitruiling gaan.
Menslike hitte-uitruiling word bepaal deur 'n kombinasie van fisiese beginsels, variasies in liggaamsvorm en grootte, en fisiologiese beheermeganismes soos veranderde bloedvloei, bewe en sweet. Hierdie interaksies handhaaf 'n stabiele liggaamstemperatuur, wat gewoonlik net onder 37 ° C is.
Terwyl oorlewende uiterstes van 13.7 ° C en 46.5 ° C aangemeld is, sal u waarskynlik ellendig en sleg voel as hierdie temperatuur onder 35 ° C daal of bo 40 ° C styg.
Fisiese beginsels
As daar buite die liggaam gekyk word, word hitte uitgeruil tussen alle voorwerpe via droë weë (bestraling, konveksie, geleiding) en deur die verdamping van vog.
Vir droë weë beweeg termiese energie van warmer na koeler streke, met die wisselkoers daarvan afhangende van die temperatuurverskil tussen hierdie voorwerpe.
Vir verdampingskoeling laat watermolekules klam oppervlaktes binne om minder vogtige lug in te voer, en neem hitte daarmee saam.
Dit is die eerste beginsels van hitte-uitruiling.
Liggaamsvorm en grootte
Die hitte sal waarskynlik vinniger van groter oppervlaktes verloor. Nietemin het groot massas 'n groter termiese stabiliteit en weerstaan dit vinnig en beduidend in temperatuurveranderinge. Die interaksie tussen oppervlakte en massa bied dus 'n ander eerste beginsel: die temperatuurverandering van enige voorwerp word bepaal deur die verhouding van die oppervlakte tot die massa.
Dus verloor 'n platdun, reghoekige prisma hitte merkwaardig vinnig, terwyl 'n bol, wat die kleinste oppervlakte-tot-volume-verhouding van enige voorwerp het, die grootste weerstand bied teen hitteverlies. Die relatiewe sferiese vorm van die menslike kop lei ons dus tot 'n uitdaging aan die mite van hitteverlies op grond van die eerste beginselswetenskap.
Die snawel van die toco-tokaan laat die voël vinnig afkoel. Flickr / Brent
Die fisiologiese beheer van die bloedvloei van die vel kan ons nie ignoreer nie, want dit is hoe hitte na die vel vervoer word vir verspreiding en sweet, wat die hitteverlies vergemaklik as die lug warmer is as die vel.
Daar is baie voorbeelde van hoe natuurlike seleksie gelei het tot fisiologiese veranderinge om temperatuurregulering te ondersteun. Neem die toco-toekan: die groot oppervlakte van hierdie voëlknop, in kombinasie met sy bloedtoevoer, maak dit moontlik baie doeltreffende hittedissipasie. Dieselfde geld vir olifant ore.
By mense is die naaste ekwivalente die hande en voete.
Fisiologiese beheer
Die kop is nie 'n ideale verkoeler nie, alhoewel hy baie bloedvate naby sy oppervlak het, aangesien die bloed van die vel vloei wissel nie beduidend nie as 'n mens gemaklik of dramaties afkoel. Selfs as iemand 'n gevaarlik hoë temperatuur, neem die bloedvloei van die kopvel baie minder toe as die van die hande en voete vir dieselfde verhittingstimulus.
Boonop het die meeste koppe ongeveer 50% haarbedekking, wat lug vasvang en teen hitte-uitruiling isoleer. Alhoewel (ongelukkig) nie alle koppe aan hierdie veralgemening voldoen nie.
Die kop is ook nie goed vir verdampingsverkoeling nie. Terwyl die voorkop die mees produktiewe sweetuitskeidingsarea per eenheidsarea as ons rus, sweet van plekke in die haarlyn kom voor by die helfte van hierdie koers.
Handskoene en sokkies help om jou warm te hou. K Hatanaka
Die hoof verteenwoordig eintlik slegs oor 7% van die liggaamsoppervlakte, dus is die bydrae tot die verdamping van die hele liggaam tydens rus slegs 10%, en minder as die van die hand, rug, dy en onderbeen. Alhoewel hierdie hitteverlies tydens oefening kan verdriedubbel, is dit steeds verantwoordelik net 13% van totale verdamping.
Dit wil dus voorkom asof die temperatuur van die kop dit goed pas om hitte te verloor, maar die meetkunde en die fisiologiese reaksies op verhitting of verkoeling maak dit egter 'n kritieke plek vir hitteverlies.
Om u kop te bedek, is nie meer effektief om u warm te hou as om die meeste ander liggaamsstreke te bedek nie. Met ander woorde, dit is nie meer geneig om hitte van u kop af te verloor as ander dele van u liggaam nie - behalwe u hande en voete. Dus is dit die beste opsie om handskoene en sokkies aan te trek.
Oor die skrywer
Nigel Taylor, medeprofessor in termiese fisiologie, Universiteit van Wollongong
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
Boeke oor die omgewing van Amazon se lys met topverkopers
"Stille lente"
deur Rachel Carson
Hierdie klassieke boek is 'n landmerk in die geskiedenis van omgewingsbewustheid en vestig die aandag op die skadelike uitwerking van plaagdoders en hul impak op die natuurlike wêreld. Carson se werk het gehelp om die moderne omgewingsbeweging te inspireer en bly vandag relevant, aangesien ons aanhou worstel met die uitdagings van omgewingsgesondheid.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Die onbewoonbare aarde: lewe na opwarming"
deur David Wallace-Wells
In hierdie boek bied David Wallace-Wells 'n skerp waarskuwing oor die verwoestende gevolge van klimaatsverandering en die dringende behoefte om hierdie wêreldkrisis aan te spreek. Die boek maak gebruik van wetenskaplike navorsing en werklike voorbeelde om 'n ontnugterende blik te gee op die toekoms wat ons in die gesig staar as ons versuim om op te tree.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Die verborge lewe van bome: wat hulle voel, hoe hulle kommunikeer? Ontdekkings uit 'n geheime wêreld"
deur Peter Wohlleben
In hierdie boek verken Peter Wohlleben die fassinerende wêreld van bome en hul rol in die ekosisteem. Die boek steun op wetenskaplike navorsing en Wohlleben se eie ervarings as bosbouer om insigte te bied oor die komplekse maniere waarop bome met mekaar en die natuurlike wêreld omgaan.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Ons huis is aan die brand: tonele van 'n gesin en 'n planeet in krisis"
deur Greta Thunberg, Svante Thunberg en Malena Ernman
In hierdie boek bied klimaataktivis Greta Thunberg en haar gesin 'n persoonlike weergawe van hul reis om bewustheid te verhoog oor die dringende behoefte om klimaatsverandering aan te spreek. Die boek bied 'n kragtige en roerende weergawe van die uitdagings wat ons in die gesig staar en die behoefte aan aksie.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Die sesde uitsterwing: 'n onnatuurlike geskiedenis"
deur Elizabeth Kolbert
In hierdie boek ondersoek Elizabeth Kolbert die voortdurende massa-uitwissing van spesies wat deur menslike aktiwiteite veroorsaak word, met behulp van wetenskaplike navorsing en werklike voorbeelde om 'n ontnugterende blik op die impak van menslike aktiwiteit op die natuurlike wêreld te gee. Die boek bied 'n dwingende oproep tot aksie om die diversiteit van lewe op aarde te beskerm.
