頭から最も熱を失いますか?

頭から最も熱を失いますか?
手と足を除いて、体の他の部分ほど頭から熱を失う可能性は高くありません。 テイラー・マッケンジー

WQhen天気が涼しくなり始め、ワードローブで冬服が回転し始めます。いくつかの独特な組み合わせが現れます。ショーツとスカーフ。 ひもとジャケット; Tシャツとビーニー。 最後のことはしばしば古いことわざで説明されます:あなたは頭を通してほとんどの頭を失います。 しかし、実際、科学者はこれが真実ではないことを知っています。

まず、熱交換の基本に戻りましょう。

人間の熱交換は、物理的原理、体形とサイズの変化、皮膚血流の変化、震え、発汗などの生理学的制御メカニズムの組み合わせによって決定されます。 これらの相互作用により、通常は37°Cをわずかに下回る安定した深部体温が維持されます。

一方、 存続可能な極端 13.7°Cと46.5°Cが報告されていますが、この温度が35°Cを下回るか40°Cを上回ると悲惨で気分が悪くなる可能性があります。

物理的原理

身体の外を見ると、熱はすべての物体の間で乾燥経路(放射、対流、伝導)および水分の蒸発を介して交換されます。

乾燥経路の場合、熱エネルギーはより高温の領域から低温の領域に移動し、その交換レートはこれらのオブジェクト間の温度差に依存します。

蒸発冷却の場合、水分子は湿った表面を離れて湿気の少ない空気に入り、熱を奪います。

これらは熱交換の最初の原則です。

体の形と大きさ

熱は、より大きな表面からより急速に失われる可能性があります。 それにもかかわらず、大きな質量はより大きな熱安定性を持ち、温度の急激で大きな変化に抵抗します。 したがって、表面積と質量の相互作用は、別の最初の原理を提供します。物体の温度変化は、その表面積と質量の比によって決まります。

そのため、ウェーハのような薄い角柱は非常に急速に熱を損失しますが、物体の表面積と体積の比が最小の球体は、熱損失に対して最大の抵抗力を発揮します。 したがって、人間の頭は比較的球形であるため、第一原理科学に基づいて熱損失の神話に挑戦することになります。

頭から最も熱を失いますか?
オオハシオオハシのくちばしは、鳥を素早く冷やすことができます。 Flickr / Brent

しかし、皮膚の血流の生理学的制御を無視することはできません。これは、放散と発汗のために熱が皮膚に輸送される方法であり、空気が皮膚よりも熱い場合に熱損失を促進します。

自然選択がどのように温度調節をサポートする生理学的変化につながったかについて、多くの例があります。 トコオオハシを取る:この鳥の請求書の大きな表面積は、その血液供給と組み合わせて、可能にします 非常に効率的な熱放散。 同じことが象の耳にも当てはまります。

人間では、最も近いものは 手と足.

生理学的制御

皮膚の血流のため、頭部の表面近くには多くの血管がありますが、頭部は理想的なラジエーターではありません。 大きく変わらない 快適に休んでいるか、劇的に冷えているとき。 誰かが 危険な高温、頭皮の血流の増加は、 手と足 同じ加熱刺激に対して。

さらに、ほとんどの頭の毛の被覆率は約50%で、空気を閉じ込めて熱交換を遮断します。 (悲しいことに)すべてのヘッドがこの一般化に準拠しているわけではありませんが。

ヘッドは蒸発冷却にも適していません。 額は 最も多作 休んでいるときの単位面積あたりの汗分泌部位、生え際の内側の部位からの発汗は この割合の半分.

頭から最も熱を失いますか?手袋と靴下はあなたを暖かく保ちます。 K畑中

実際、頭は 7%についてのみ 体表面積の合計であるため、安静時の全身蒸発冷却への寄与は10%のみで、手、背中、太もも、および下肢の寄与よりも小さくなります。 この熱損失は運動中に3倍になる可能性がありますが、依然として のみ13% 総蒸発量。

そのため、頭部の温度は熱の損失に適していますが、その形状や加熱または冷却に対する生理学的反応は、熱損失の重要な場所ではありません。

頭を覆うことは、他のほとんどの体の部分を覆うことよりも、体を暖かく保つのに効果的ではありません。 つまり、手と足を除いて、体の他の部分よりも頭から熱を失う可能性は高くありません。 手袋と靴下を着用するのが最善の策です。会話

著者について

ナイジェルテイラー、熱生理学の准教授、 University of Wollongong

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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